Situação atual da gestão das águas residuais da vida rural

1.1 Características das águas residuais rurais

(1) As emissões de águas residuais da vida rural e os tipos de poluentes são afetados por fatores como a dieta, os costumes, o clima e a economia, entre os quais a maioria das matérias orgânicas, o nitrogênio e o fósforo, a poluição por metais pesados é menor e favorece a decomposição bioquímica dos micróbios.

(2) As águas residuais da vida rural são afetadas pela população residente e a vida, a quantidade total de emissões de águas residuais é pequena, mas o fator de emissão diária varia muito.

(3) Áreas rurais amplas, ainda não há uma rede sólida de coleta de águas residuais, levando ao fenômeno comum de desordem de águas residuais.

1.2 Modelo de gestão das águas residuais da vida rural

Atualmente, de acordo com o planejamento da aldeia, as condições econômicas, a capacidade de coleta de apoio da rede de tubulação, os requisitos de pré-qualidade do tratamento da água e a capacidade de operação e manutenção das instalações, o tratamento unificado urbano e rural, o tratamento centralizado e o tratamento descentralizado são geralmente usados ​​em três modos, como mostrado na Tabela 1.

Como se sabe da Tabela 1, para as áreas rurais onde a população está dispersa, a escolha de tecnologias de tratamento de águas residuais descentralizadas é mais adequada aos requisitos de construção rural ecológicamente habitável.

Tecnologia descentralizada de tratamento de águas residuais de vida biológica e ecológica rural

Atualmente, a tecnologia de purificação de águas residuais de vida rural nos países desenvolvidos está se desenvolvendo rapidamente, com a tecnologia de "tanque de purificação" do Japão, a tecnologia de "tanque séptico + tratamento de terra" dos Estados Unidos e a tecnologia de "filtro ecológico de vermes" da França. Nos últimos anos, a tecnologia de gestão descentralizada de águas residuais rurais da China tem sido dominada por processos biológicos (micróbios), ecológicos (plantas) e combinados biológicos e ecológicos.

2.1 Tecnologia de Bioprocessamento

(1) Método de oxidação de contato biológico.

O método de oxidação de contato biológico utiliza o princípio do método de biofilme, a aeração do fundo da piscina reforça o contato entre o preenchimento e as águas residuais, permitindo que os micróbios formem uma biofilme de alta área de superfície no preenchimento, através da sua adsorção, oxidação e descomposição de matérias orgânicas, desempenhando o papel de purificação das águas residuais. Este processo produz baixa quantidade de lama e alta capacidade de limpeza, mas a carga de poluição é alta, o fenômeno de bloqueio de enchimento é fácil de ocorrer. Tecnologia de oxidação de contato biológico é o mercado de tratamento de águas residuais rurais principalmente envolvidos em equipamentos de tratamento de águas residuais integrados das empresas, na taxa de remoção de poluentes, COD (oxigênio químico) pode chegar a 80% ~ 90%, BOD (oxigênio bioquímico) pode chegar a 85% ~ 95%, TN (nitrogênio total) pode chegar a 30% ~ 50%, TP (fósforo total) pode chegar a 20% ~ 40%.

Bioreatores de membrana (MBR).

O biorreator de membrana é o uso de componentes de separação de membrana para capturar materiais orgânicos como colóides ou polímeros em águas residuais vivas, ao mesmo tempo que aumenta a concentração de micróbios no reator, facilita a descomposição e transformação de materiais orgânicos, otimiza a saída de água para atingir os indicadores, sem a necessidade de uma piscina de afundamento. O gerenciamento da operação do biorreator de membrana é fácil, com um alto grau de inteligência e poupança de terra, frequentemente usado para integrar equipamentos integrados. Mas o depósito de poluentes em operações de longo prazo é propenso a obstruções de membrana e o capital de investimento é elevado e é adequado para áreas rurais costeiras ricas. Alguns estudos mostraram que o uso do reator MBR para limpar as águas residuais da vida, o efeito de remoção de COD, N-NH4 + é superior a 95%.

3) Piscina de biogás anaeróbico.

As piscinas de biogás anaeróbicos são geralmente enterradas no solo, usando pessoas, resíduos de aves de capoeira e outras matérias-primas diferentes, em condições fechadas, através das atividades vitais dos micróbios, consumindo fontes de carbono, nitrogênio total, patógenos, etc. nas águas residuais e reduzindo seu conteúdo para gerar biogás. O metano produzido por piscinas de biogás anaeróbicos é elevado e os produtos de combustão não são poluentes, tornando-se uma fonte ideal de energia limpa. Os estudos mostraram que as taxas de remoção de COD, BOD5 (necessidade de oxigênio bioquímico de cinco dias), nitrogênio amônico e fósforo total em piscinas de biogás anaeróbicos são de até 85%, 90%, 60% e 80%, respectivamente. A piscina de biogás anaeróbico tem as vantagens de fácil construção, baixo custo, operação sem suporte energético e bom efeito de tratamento.

2.2 Tecnologia de Tratamento Ecológico

(1) Tecnologia de tratamento de zonas úmidas artificiales.

A tecnologia de tratamento de zonas úmidas artificiales é principalmente a utilização de deposição física no sistema de zonas úmidas, absorção de enchimento, absorção de plantas, decomposição microbiana e outros efeitos comuns para alcançar a qualidade das águas residuais e o efeito de embelezar o ambiente. As zonas úmidas artificiais são divididas em duas categorias de fluxo superficial e fluxo submerso, onde o fluxo submerso é dividido em fluxo submerso horizontal e fluxo submerso vertical. A combinação de diferentes fluidos ou áreas úmidas em vários níveis aumenta a eficiência da remoção de poluentes. Os dados mostram que as taxas de remoção de COD, TP, TN e nitrogênio amônico das águas residuais em série de fluxo superficial-submarino-submarino atingiram 85,7%, 96,4%, 97,8% e 98,5%, respectivamente.

(2) Tecnologia de tratamento de lagoas estáveis.

O lago estável é um lago natural ou artificialmente modificado para a purificação de águas residuais, simulando o processo natural de auto-limpeza do corpo de água não fluente e aproveitando plenamente o efeito conjunto das algas na água para purificar as águas residuais. O lago estável de alta eficiência é o uso da cadeia alimentar do ecossistema, o layout racional de plantas aquáticas, algas, animais, etc., melhorando cientificamente os efeitos de limpeza de vários tipos de poluição na cadeia alimentar ecológica. O processo de tratamento de lago estável de aireamento de Wang e outros estudos combinam o método de oxidação de contato e a teoria do estado estável de água limpa de grama para tratar baixas concentrações de esgotos orgânicos, de modo que a taxa de remoção de COD, nitrogênio amônico, TN e TP após a purificação atinge 45% ~ 80%, 69% ~ 93%, 44% ~ 87%, 49% ~ 89%, respectivamente. O corpo da lagoa estável é fácil de construir, os custos de construção civil são baixos, a operação e a manutenção são pouco difíceis, e a saída de água pode ser irrigada agrícola. No entanto, a área estável da lagoa, o tempo de permanência hidráulica está relacionado com a profundidade da lagoa, o modo de fornecimento de oxigênio, as espécies de micróbios, as estações especiais podem gerar odor, o efeito do tratamento é afetado pelo ambiente natural externo.

(3) Tecnologia de filtração do solo.

Tecnologia de filtração do solo refere-se a águas residuais pré-tratadas em camadas naturais ou artificiais do solo, sob o efeito da materialização do solo, os poluentes são absorvidos e retidos, enquanto as águas residuais são purificadas sob a utilização integrada da absorção das plantas, a descomposição do metabolismo microbiano e outros. A matriz do solo e a proporção são essenciais na tecnologia de filtração do solo, afetando tanto a taxa de penetração quanto a remoção de TP e TN. De acordo com a pesquisa, a remoção de 90% do fósforo total no tratamento de filtração do solo é através da adsorção do solo; As reações de nitrificação e desnitrificação durante a remoção do nitrogênio total são limitadas respectivamente pelo teor de oxigênio no solo e eletrônicos fornecidos pela fonte de carbono orgânico do sistema de filtração subterrânea. A tecnologia é fácil de operar e funciona diariamente sem necessidade de energia elétrica, e a superfície do solo pode ser usada para pastagens, plantas verdes ou culturas sazonais, adequadas para cidades ricas em recursos terrestres.

(4) Tecnologia de fundo flutuante ecológica.

O fundo flutuante ecológico é um veículo biológico de várias formas que pode ser montado de acordo com diferentes requisitos de design, colocado em corpos de água contaminados, plantando plantas aquáticas de várias funções em tanques pré-fabricados, absorvendo nutrientes ou metais pesados ​​como N / P em águas residuais degradadas através da interação do sistema de raiz desenvolvido da planta e seus micróbios ligados. O fundo flutuante ecológico tradicional é baixo, flexível e amplamente utilizado para baixas concentrações de água poluente, mas o cultivo de plantas é sazonal e aumenta os custos de conservação. As ilhas flutuantes ecológicas reforçadas podem melhorar a qualidade da água purificada em termos de filtragem de plantas, materiais de fundo flutuante, carregamento de veículos (erva artificial, etc.), micróbios de alta eficiência, oxigenação aumentada da aeração e extensão da cadeia alimentar.

2.3 Combinação Bio-Ecológica

Com o aperfeiçoamento dos padrões e sistemas de emissão de águas residuais rurais, o efeito de purificação de um único processo de tratamento é limitado. O processo de combinação biológica e ecológica utiliza plenamente a tecnologia de tratamento microbiano como processo de tratamento frontal, que pode remover substâncias orgânicas e nutrientes, melhorar a tolerância à qualidade das águas residuais e satisfazer os melhores requisitos de saída de água; A tecnologia de tratamento ecológico, como processo de tratamento final, pode absorver ainda mais o fósforo total para remover o nitrogênio total, reduzindo os custos de investimento e manutenção. Os estudos de Zhang Jingyuan e outros mostraram que o uso do processo de tratamento combinado de áreas úmidas artificiales A2 / O no tratamento das águas residuais da cidade de Tanjiaqiao, a taxa de remoção do TN, do nitrogênio amônico, do fósforo total e do CODMn (índice de permanganato) do processo A2 / O é de 23,4%, 48,6%, 56,3% e 30,7%, respectivamente; Após o tratamento secundário das zonas úmidas artificiales, a taxa de remoção dos indicadores de saída de água após a operação estável foi de 97,7%, 89,0%, 86,2% e 53,1%, respectivamente.