上海市农村生活污水处理工艺适用性评估与分类体系研究

【摘要】：长期城乡二元结构致使上海城乡两地的污水处理差别显著,农村生活污水处理率远低于城镇,而随意排放的农村生活污水成为农村水环境的主要污染源之一。近年来,上海市水务部门愈来愈重视郊区农村分散式生活污水的整治与管理。 本研究以列入上海市水务专项工程计划的农村生活污水处理系统为研究对象,通过对上海农村生活污水处理工艺应用特征与问题进行总结；分析典型分散型农村生活污水处理系统的长期跟踪监测水质数据,评估不同工艺的工艺技术适用性与经济适用性；在此基础上,依托门槛思维,结合上海区域特征和农村生活污水处理政策与规范,开展上海农村生活污水处理工艺分类体系研究。研究工作与结论可归纳如下： (1)通过对上海市农村生活污水处理进展进行梳理,分析上海市农村生活污水处理方式、工艺应用特征与问题,其结论为：①至2011年底,上海完成了9.55万户农户生活污水收集与处理,且各区县的施工量差异较大；②上海农村生活污水处理方式以就地处理为主,部分郊区城镇周边的农村区域(占总量的3.77%)采用纳管处理;③应用于上海农村生活污水就地处理的工艺繁多,目前土壤渗滤处理工艺应用最广泛,而近年来生物滤池等生物型处理工艺应用量逐年增多；④上海农村生活污水处理工艺选取存在导向粗放,工艺论证欠缺,且规模上以分散处理为主等问题。 (2)基于长期跟踪监测,对上海市典型农村生活污水处理工艺进行技术适用性评估,评估内容包括工艺有效性与出水达标性,其评估结论为：①不同防渗方式的土壤渗滤处理工艺的出水水质具有显著差异,其原因为防渗效果较差的防渗方式的处理系统易造成地下水对处理系统的渗透；②工艺有效性与出水达标性的评估结果表明,成熟的污水处理工艺为核心环节的生物型+生态型组合工艺,如接触氧化+人工湿地,其工艺监测数据异常率较低,其技术适用性相对最好,而单一型生物型处理工艺,如一体化膜法A2/O工艺,其出水达标性较好；而生态型处理工艺,如人工湿地与土壤渗滤工艺,其数据异常比例分别为67.7%和11.0%,且工艺达标率较差,并不适用于水质要求较高的区域。 (3)通过从土地成本、基建成本与运维费用三方面对比分析不同工艺的差异,并与城镇污水处理厂的设计标准和运维费用相比较,评估上海农村生活污水处理典型工艺的经济适用性,结论如下：①从土地成本、基建成本和运维费用三方面比较上海分散式农村生活污水处理系统与城镇污水处理厂的成本与费用,结果表明,分散式处理工艺的实际经济成本远高于城市污水厂；②生物型污水处理工艺(包括组合型工艺)的经济适用性较好,处理规模大的接触氧化+人工湿地和生物滤池+人工湿地工艺的基建成本和运行成本均处于较低的水平,其土地成本处于适中的范围；③处理规模较小的生态型处理工艺的经济适用性不足,譬如土壤渗滤,其基建成本达到了3.30万元/(m3/d),运行成本也达到了4.07元/m3,且其土地成本达到了20m2/(m3/d)。 (4)依托门槛思维,结合上海区域特征和农村生活污水处理政策与规范,分析农村生活污水处理工艺选取的限制因素,最终选取“水质达标”和“处理规模”为上海农村生活污水处理工艺的选取“门槛”,并开展上海农村生活污水处理工艺分类体系研究,为工艺选取决策提出如下建议：①水源保护区域内的农村生活污水处理工艺选取应以水质达标为工艺选取“门槛”,其中较大处理规模的推荐采用工艺成熟生物型处理环节+生态型的组合处理工艺,而处理规模较小的区域可采取去氮除磷效果较好的生物型处理工艺,比如一体化膜法的A2/O工艺；②对于非水源保护区内处理规模较大的区域,工艺选取应满足经济成本适宜的要求,尤其是选取土地成本较小的单一型工艺,如复合生物滤池工艺等,亦可采用组合型工艺,以应对处理规模大带来的高强度水力冲击；③鉴于土壤渗滤的工艺有效性欠缺,且土地成本过高,因此其适用范围为非水源保护区,且处理规模不宜超过10m3/d。 【关键词】：生活污水 处理工艺 技术评估 分类体系 上海农村
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 目录11-14
• 表名目录14-15
• 图名目录15-16
• 1 绪论16-22
• 1.1 研究背景与意义16-17
• 1.2 国内外研究进展17-20
• 1.2.1 处理工艺应用进展17-19
• 1.2.2 处理工艺评估进展19-20
• 1.3 研究内容与框架20-22
• 1.3.1 主要研究工作20-21
• 1.3.2 研究框架21-22
• 2 研究区域与工艺特征22-35
• 2.1 研究区域22-23
• 2.1.1 基本特征22
• 2.1.2 农村生活污水排放特征22-23
• 2.2 上海农村生活污水处理进展23-27
• 2.2.1 基本概况23-25
• 2.2.2 处理方式25-27
• 2.3 工艺应用的特征与问题27-34
• 2.3.1 工艺应用的特征27-32
• 2.3.2 工艺应用的问题32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 上海农村生活污水处理工艺技术适用性评估35-59
• 3.1 研究数据与方法35-41
• 3.1.1 研究数据35-37
• 3.1.2 研究方法37-41
• 3.2 技术评估概况41-43
• 3.3 工艺有效性评估43-50
• 3.3.1 不同防渗方式的系统出水差异分析43-49
• 3.3.2 工艺有效性分析49-50
• 3.4 出水达标性评估50-57
• 3.4.1 单因素污染指数分析51-55
• 3.4.2 综合污染指数分析55-57
• 3.5 技术适用性评估及结论57-59
• 4 上海农村生活污水处理工艺经济适用性评估59-65
• 4.1 研究数据与研究方法59-60
• 4.1.1 研究数据59
• 4.1.2 研究方法59-60
• 4.2 工艺经济适用性评估60-63
• 4.2.1 土地成本60-61
• 4.2.2 基建成本61-62
• 4.2.3 运维费用62-63
• 4.3 评估结论63-65
• 5 工艺分类体系研究65-77
• 5.1 研究基础65-68
• 5.1.1 门槛思维与门槛理论65-67
• 5.1.2 政策与规范67-68
• 5.2 分类指标选取与说明68-72
• 5.2.1 门槛分析69-70
• 5.2.2 水质达标要求70
• 5.2.3 处理规模限制70-72
• 5.3 分类体系研究72-75
• 5.3.1 基于“水质达标要求”的工艺分类72
• 5.3.2 基于“处理规模限制”的工艺分类72-74
• 5.3.3 分类体系决策建议74-75
• 5.4 本章小结75-77
• 6 结论与展望77-81
• 6.1 主要结论77-79
• 6.2 不足与展望79-81
• 附录81-90
• 附录1：上海典型农村生活污水处理工艺简介81-84
• 附录2：评估样本详细信息84-88
• 附录3：上海农村生活污水处理系统工程可行性分析报告与实施方案调研样本88-90
• 参考文献90-95
• 致谢95

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