新农村无动力污水处理装置

工艺简介
农村水污染现状和特点
(一)农村水污染现状
农村水是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个，村民会739980个，乡村户数23692.7万户，乡村人口达91960万人。农村人口分散，人口数量多，没有任何生活污水的收集和处理设施，这使农村生活污染源成为影响水的重要因素。据测算，农村每年产生生活污水80多亿吨，严重污染了农村地区居住，农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质受到严重威胁，直接危害农民的健康，严重影响农村地区的卫生，极易一些流行性的发生与传播。据估算，农村问题每年造成的经济损失已超过千亿元，我国农村与生态状况令人担忧。
改革开放的三十多年来，我国农业生产能力了较大幅度的。畜禽散养户的不断增多，大量畜禽粪便没有处理就直接排放，粪便污染逐年加重。有资料显示，养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍，而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理，渗入地下或地表水，使水中硝态氮、硬度和总数超标，严重威胁着居民饮用水的。
(二)农村污水特点
农村生活污水的特点：厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水，这些用水分散，农村没有任何收集的设施，随着雨水的冲刷，随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体，其中有机物含量大是其主要的特点。
1.水质特点
(1)农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网;
(2)农村生活污水浓度低，变化大;
(3)大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害(但随着人们生活水平的，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害)，含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强;
(4)不同时段的水质不同。

                                       新农村无动力污水处理装置

好氧池原理：好氧池内有机物的降解过程，实质上是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物——细菌与藻类细胞的过程。 好氧细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物，使成为无机物CO2、NH4+、和PO43-、并合成新的细菌细胞。而藻类则利用好氧细菌所提供的二氧化碳、无机营养物以及水，借助于光能合成有机物，形成新的藻类细胞，释放出氧，从而又为好氧细菌提供代谢过程中所需的氧。在好氧塘中，藻是生产者，好氧细菌是分解者。此外，好氧塘中存在的浮游动物以细菌、藻类和有机碎屑为食物，是初级消费者。生产者、分解者和消费者，与塘水共同组成一个水生态系统，完成系统中物质与能量的循环和传递，从而使进塘的污水得到净化。

池中的藻类，除在其光合作用中为污水的好氧降解提供溶解氧以外，还能去除污水中的氮、磷营养物质，并能吸附一些有机质。

藻类光合作用使塘水的溶解氧和pH值呈昼夜变化。白昼，藻类光合作用释放的氧，超过细菌降解有机物的需氧量，此时塘水的溶解氧浓度很高，可达到饱和状态。夜间，藻类停止光合作用，且由于生物的呼吸消耗氧，水中的溶解氧浓度下降，凌晨时达到低。阳光再照射后，溶解氧再逐渐上升。好氧塘的pH值与水中CO2浓度有关，受池水中碳酸盐系统的CO2平衡关系影响。

白天，藻类光合作用使CO2降低，pH值上升。夜间，藻类停止光合作用，细菌降解有机物的代谢没有中止，CO2累积，pH值下降。

好氧池的分类：

①高负荷好氧塘：有机负荷较高，HRT（Hydraulic Retention Time水力停留时间）较短，塘水的深度较浅。出水中藻类含量高。

常用的过滤介质有石英砂、无烟煤和石榴石等。在过滤过程中滤料同时对悬浮物进行物理截留、沉降和吸附等作用。过滤的效果取决于滤料孔径的大小、滤料层的厚度、 

过滤速度及污水的性质等因素。

当废水自上而下流过粒状滤料层时，位径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料空隙越来越小，

逐渐形成一层主要由被截留的团体颗粒构成的滤膜， 并由它起主要的过滤作用。这种作用属于阻力截留或筛滤作用。

农村无动力污水处理装置废水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的可供悬浮物沉降的有效面积，形成无数的小 “沉淀池"，悬浮物极易在此沉降下来。

这种作用属于重力 沉降。

由于滤料具有巨大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常常带有表面负电荷，能吸附带正电荷的铁、铝等肢体，

从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的胶土和多种有机物等胶体，在砂粒上发生接触絮凝。

(2)沉淀法：沉淀法是利用污水中的悬浮物和水的相对密度不同的原理， 借助重力沉降作用使悬浮物从水中分离出来。

根据水中悬浮颗粒的浓度及絮凝特性(即彼此帖结聚团的能力)可分为四种：

1) 分离沉降(或自由沉降)：在沉淀过程中，颗粒之间互不聚合，单独进行沉降。颗位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形状、 尺寸、 质量均不改变，

下降速度也不改变。

2)混凝沉淀(或称作絮凝沉降)：混凝沉降是指在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为具有可分离性的絮凝体，然后采用重力沉降予以分离去除。

混凝沉淀的特点是在沉淀过程中，颗粒接触碰撞而互相聚集形成较大絮体，因此颗粒的尺寸和质量均会随深度的增加而增大，其沉速也随深度 而增加。

常用的无机混凝剂有硫酸铝、LS亚铁、三氯化铁及聚合铝;常用的有机絮凝剂有聚丙烯酷胶等，还可采用助凝剂如水玻璃、石灰等 。

3)区域沉降(又称拥挤沉降、成层沉降)：当废水中悬浮物含量较高时，颗粒间的距离较小，其间的聚合力能使其集合成为一个整体，并一同下沉，

而颗粒相互间的位置不发生变动，因此澄清水和混水间有一明显的分界面，逐渐向下移动，此类沉降称为区域沉降。

加高浊度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多属此类。

4)压缩沉淀：当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时，颗粒互相接触、挤压，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出，颗粒群体被压缩。

压缩沉淀发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中，进行得很缓慢。依据水中悬浮性物质的性质不同，设有沉砂池和沉淀池两种设备。

沉淀池

沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相对密度较大的元机颗粒物。沉砂池一般设在污水处理装置前，以防止处理污水的其他机械设备受到磨损。

沉淀池是利用重力的作用使悬浮性杂质与水分离。它可以分离直径为20～100μ,m以上的颗粒。根据沉淀池内的水流方向，可将其分为平流式、辐流式和竖流式三种。

①平流式沉淀池：废水从池一端流人，按水平方向在池内流动，水中悬浮物逐渐沉向池底，澄清水从另一端溢出。

②辐流式沉淀池：池子多为圆形，直径较大，一般在20～30m以上，适用于大型水处理厂。原水经进水管进入中心筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板，

沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面不断增大，流速逐渐变小，颗粒沉降下来，澄清水从其周围溢出汇入集水槽排出。

③竖流式沉淀池：截面多为圆形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中，通过反射板的阻拦向四周分布于整个水平断面上，缓缓向上流动。

沉速超过上升流速的颗粒则沉到污泥斗，澄清后的水由四周的埋口溢出池外。

在污水处理与利用的方法中，沉淀(或上浮)法常常作为其他处理方法前的预处理。如用生物处理法处理、污水时，一般需事先经过预沉池去除大部分悬浮物质，

以减少生化处理时的负荷，而经生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理，进行泥水分离以保证出水水质。

(3)浮选法：将空气通人污水中，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油等)附在气泡上，

并随气泡上升到水面，然后用机械的方法撇除，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。

疏水性的物质易气浮，而亲水性的物质不易气浮。因此有时为了提高气浮效率，需向污水中加入浮选剂改变污染物的表面特性，使某些亲水性物质转变为疏水性物质，

然后气浮除去，这种方法称为“浮选"。