新農(nóng)村無動力污水處理裝置
工藝簡介
農(nóng)村水污染現(xiàn)狀和特點
(一)農(nóng)村水污染現(xiàn)狀
農(nóng)村水是指分布在廣大農(nóng)村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體的總稱。我國總計有鄉(xiāng)鎮(zhèn)45412個，村民會739980個，鄉(xiāng)村戶數(shù)23692.7萬戶，鄉(xiāng)村人口達91960萬人。農(nóng)村人口分散，人口數(shù)量多，沒有任何生活污水的收集和處理設施，這使農(nóng)村生活污染源成為影響水的重要因素。據(jù)測算，農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水80多億噸，嚴重污染了農(nóng)村地區(qū)居住，農(nóng)村大部分地區(qū)河、湖等水體普遍受到污染，飲用水水質(zhì)受到嚴重威脅，直接危害農(nóng)民的健康，嚴重影響農(nóng)村地區(qū)的衛(wèi)生，極易一些流行性的發(fā)生與傳播。據(jù)估算，農(nóng)村問題每年造成的經(jīng)濟損失已超過千億元，我國農(nóng)村與生態(tài)狀況令人擔憂。
改革開放的三十多年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力了較大幅度的。畜禽散養(yǎng)戶的不斷增多，大量畜禽糞便沒有處理就直接排放，糞便污染逐年加重。有資料顯示，養(yǎng)殖一頭豬所產(chǎn)生的廢水是一個人的7倍，而養(yǎng)殖一頭牛則是22倍。這些有機物未經(jīng)處理，滲入地下或地表水，使水中硝態(tài)氮、硬度和總數(shù)超標，嚴重威脅著居民飲用水的。
(二)農(nóng)村污水特點
農(nóng)村生活污水的特點：廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水，這些用水分散，農(nóng)村沒有任何收集的設施，隨著雨水的沖刷，隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體，其中有機物含量大是其主要的特點。
1.水質(zhì)特點
(1)農(nóng)村村鎮(zhèn)人口較少，分布廣泛且分散，大部分沒有污水排放管網(wǎng);
(2)農(nóng)村生活污水濃度低，變化大;
(3)大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，水中基本上不含有重金屬和有毒有害(但隨著人們生活水平的，部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害)，含一定量的氮、磷，水質(zhì)波動大，可生化性強;
(4)不同時段的水質(zhì)不同。
新農(nóng)村無動力污水處理裝置
好氧池原理：好氧池內(nèi)有機物的降解過程，實質(zhì)上是溶解性有機污染物轉(zhuǎn)化為無機物和固態(tài)有機物——細菌與藻類細胞的過程。 好氧細菌利用水中的氧，通過好氧代謝氧化分解有機污染物，使成為無機物CO2、NH4+、和PO43-、并合成新的細菌細胞。而藻類則利用好氧細菌所提供的二氧化碳、無機營養(yǎng)物以及水，借助于光能合成有機物，形成新的藻類細胞，釋放出氧，從而又為好氧細菌提供代謝過程中所需的氧。在好氧塘中，藻是生產(chǎn)者，好氧細菌是分解者。此外，好氧塘中存在的浮游動物以細菌、藻類和有機碎屑為食物，是初級消費者。生產(chǎn)者、分解者和消費者，與塘水共同組成一個水生態(tài)系統(tǒng)，完成系統(tǒng)中物質(zhì)與能量的循環(huán)和傳遞，從而使進塘的污水得到凈化。
池中的藻類，除在其光合作用中為污水的好氧降解提供溶解氧以外，還能去除污水中的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，并能吸附一些有機質(zhì)。
藻類光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈晝夜變化。白晝，藻類光合作用釋放的氧，超過細菌降解有機物的需氧量，此時塘水的溶解氧濃度很高，可達到飽和狀態(tài)。夜間，藻類停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧濃度下降，凌晨時達到低。陽光再照射后，溶解氧再逐漸上升。好氧塘的pH值與水中CO2濃度有關，受池水中碳酸鹽系統(tǒng)的CO2平衡關系影響。
白天，藻類光合作用使CO2降低，pH值上升。夜間，藻類停止光合作用，細菌降解有機物的代謝沒有中止，CO2累積，pH值下降。
好氧池的分類：
①高負荷好氧塘：有機負荷較高，HRT（Hydraulic Retention Time水力停留時間）較短，塘水的深度較淺。出水中藻類含量高。
常用的過濾介質(zhì)有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、
過濾速度及污水的性質(zhì)等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，
逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構(gòu)成的濾膜， 并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。
農(nóng)村無動力污水處理裝置廢水通過濾料層時，眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小 “沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來。
這種作用屬于重力 沉降。
由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常常帶有表面負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體，
從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。
(2)沉淀法：沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理， 借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。
根據(jù)水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結(jié)聚團的能力)可分為四種：
1) 分離沉降(或自由沉降)：在沉淀過程中，顆粒之間互不聚合，單獨進行沉降。顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、 尺寸、 質(zhì)量均不改變，
下降速度也不改變。
2)混凝沉淀(或稱作絮凝沉降)：混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然后采用重力沉降予以分離去除。
混凝沉淀的特點是在沉淀過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質(zhì)量均會隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、LS亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等 。
3)區(qū)域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)：當廢水中懸浮物含量較高時，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個整體，并一同下沉，
而顆粒相互間的位置不發(fā)生變動，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動，此類沉降稱為區(qū)域沉降。
加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多屬此類。
4)壓縮沉淀：當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時，顆?；ハ嘟佑|、擠壓，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。
壓縮沉淀發(fā)生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進行得很緩慢。依據(jù)水中懸浮性物質(zhì)的性質(zhì)不同，設有沉砂池和沉淀池兩種設備。
沉淀池
沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前，以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質(zhì)與水分離。它可以分離直徑為20～100μ,m以上的顆粒。根據(jù)沉淀池內(nèi)的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉淀池：廢水從池一端流人，按水平方向在池內(nèi)流動，水中懸浮物逐漸沉向池底，澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉淀池：池子多為圓形，直徑較大，一般在20～30m以上，適用于大型水處理廠。原水經(jīng)進水管進入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環(huán)形穿孔擋板，
沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水斷面不斷增大，流速逐漸變小，顆粒沉降下來，澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉淀池：截面多為圓形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上，緩緩向上流動。
沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗，澄清后的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中，沉淀(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時，一般需事先經(jīng)過預沉池去除大部分懸浮物質(zhì)，
以減少生化處理時的負荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進行泥水分離以保證出水水質(zhì)。
(3)浮選法：將空氣通人污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油等)附在氣泡上，
并隨氣泡上升到水面，然后用機械的方法撇除，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。
疏水性的物質(zhì)易氣浮，而親水性的物質(zhì)不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性，使某些親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)，
然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”。
