日本的分散式污水处理设施--净化槽

农村家庭生活废水包括厨房用水、厕所用水、洗涤用水等，如果农村生活排水不经过适当的处理，会增加农业用地的非点源污染负荷，进一步影响作物生长和河流水质。在许多中小城市及农村地区没有污水收集管道，未经处理的生活排水已经成为重要的污染源之一。由于建设和运营成本偏高，这些地区并不适合引进集中式污水处理系统，而是需要低成本、高效率、分散式的污水处理技术。日本有着成熟的污水净化槽和分散式污水处理的技术和经验。
1 日本分散式污水处理设施
日本的生活污水处理系统(图1)主要分为集合处理和个别处理两大类。其中，集合处理是指公用下水道和农村集落排水设施。公用下水道主要用于城市污水的处理，通过管道将家庭污水和工业污水收集到污水厂进行集中处理；农村集落排水设施主要用于农村村落生活污水的集中处理，二者分归国土交通部和农林水产部管理。个别处理是指单独处理净化槽(已经禁止生产和安装)和合并处理净化槽，净化槽主要用来处理一家一户或楼房排放的生活污水，是不同于下水道的一种分散式污水处理设施，分归生活环境部管理。截至2007年末，日本公用下水道的平均覆盖率已经达到70％以上，净化槽的平均覆盖率在9％左右，农村集落排水设施的平均覆盖率约为3％。
随着各种大型公共基础项目的运行使用，城市公共下水道设施得到广泛的普及。但是，越来越多的小城镇更倾向于采用净化槽和其他分散式处理的方法来减轻由于铺设下水管网而造成的高额财政负担。
1．1 净化槽
1．1．1 类型。净化槽作为与厕所相连，对粪便以及冲洗用水进行处理后排放到下水道以外地方的设备或设施，可分为单独处理净化槽和合并处理净化槽两种(表1)。单独处理净化槽只是处理厕所出水，洗澡、做饭等生活用水并不流人净化槽，未经处理直接放流。单独处理净化槽是一种吸取式厕所，本身只是一种贮水容器，并没有净化机能，每年大概

清理10次其中的污水，运至专门的屎尿处理设施进行处理。
2001年4月开始，日本已经禁止新建单独处理净化槽。
合并处理净化槽可分为主要用于处理小至一家一户生活污水的小型净化槽和用于处理楼房、住宅小区生活污水的中大型净化槽。小型净化槽基本上是在工厂批量生产，适合于安装在各种地形，而且经过处理的水可以就地直接排放水体。与下水道相比，净化槽有安装投资小、占地小、时间短、见效快的特点，具有比较强的抗震和抗灾性能。
1．1．2 应用实例。净化槽的材质主要有两种：FRP制(FRP3个字母分别指玻璃纤维、树脂和塑料)，中小型净化槽多为此类；RC制，即为强化混泥土(现场施工建设)，大型净化槽和农村集落排水设施为此类。
由于日本居民住宅主要以独门独院的房屋为主，所以净化槽产品的主要市场是家用小型净化槽，在院子里有一个车位大的地方就可以铺设净化槽，铺设工作一般7 d就可以完成。小型净化槽制造工厂分成型车问和组装车间两个部分。成型车间主要是将原材料切割，在树脂外层喷涂玻璃纤维，然后将裁剪成片的原材料放置模具上，高温压制成型后进行人工整理，从而完成半个槽体的制作。组装车间主要是在加工好的外壳里面涂黏合剂，将各个部分的部件进行组装、合并槽体及密封性检测，每台净化槽的整个生产过程约耗时6 min。

1．2 农村集落排水设施
1．2．1 概述。由于农村家庭不规律分布，如果采用管道收集废水，不仅成本变高，运行后的管理和维护难度也比较大。
根据农村规模的大小可以分别采用小规模分散处理和大规模分散处理两种不同的方式。1973年日本政府开始发展农村集落排水工程，主要用于集中处理农村生活排水，用于缓解由于不适当处理的生活排水而造成的非点源污染。农村集落排水工程污水处理能力多在1万t／d以下，每个工程平均覆盖193户，受益人口979人。截止到2001年，日本农村集落排水工程普及率达到了71％。对于不能纳入农村集落排水工程的分散农户，要求采取必要的污水处理措施。此外，污水处理产生的污泥可以用来制作肥料、建材、沼气等进行能源化再生产，但是从农村生态环境保护和经济性的角度考虑，将污泥进行农地还原是最佳出路。日本地域环境资源中心网站上提供具体各种关于农村集落排水设施的信息，包括污水处理工艺、设施建设、管路铺设、维护管理、灾害应对等，近年来，更是着力于低成本化的研究与技术开发。
1．2．2 应用实例一。大岛农村集落排水设施于1993年完成投入运行使用，占地1 000 m2，服务人口近500人。采用厌氧滤床和接触曝气组合方式(JARUS．V型)处理工艺，设计日平均污水处理量127 m ／d，采用分流式排水，设计进水水质BOD为200 mg／L，SS为200 mg／L，设计出水水质BOD为20mg／L，SS为50 mg／L。由2～3名工作人员轮流值班，设施费用共计2．5亿日元，管路费用共计约2．8亿日元，1年电费约150万日元。该设施占地面积小，分地上、地下两部分，各个处理池(槽)均有盖子(图2)，避免臭味散发和雨水的影响。
1．2．3 应用实例二。神保西地区农村集落排水设施占地面积1 198 m2，采用回分式活性污泥法(JARUS—XI型)对周边5个村子的生活污水进行处理，服务人口不足1 000人。设计处理能力270 m3／d，用分流式排水，设计进水水质BOD为200 mg／L，SS为200 mg／L，设计出水水质BOD为20 mg／L，SS为50 mg／L。通常实际入水的BOD和ss浓度远远小于设计浓度，几乎所有的农业集落排水设施都存在这样的问题。该设施的平面设计见图3。
2 日本分散式污水处理设施在我国应用的前景
2．1 净化槽技术的应用前景
2．1．1 气温较低的地区可以使用净化槽技术。净化槽技术在日本的北海道地区和俄罗斯南部沿海地区都有成功的应用。净化槽采用树脂材料作为主要原料，不需要额外的防腐措施，使用寿命约为30年。而且，可以采用隔热板或者深埋等方式进行保温处理。
2．1．2 本土生产可有效降低净化槽成本。净化槽生产成本投入较高，普通的10人槽成本约为100万～250万日元(尚未包含施工技术费用)，50人槽成本约为600万一700万日元(2009年价格)。目前国内多家研究机构已经引进净化槽并

进行试验 j，对净化槽技术在我国的应用情况进行初步的探讨并积累了一定的试验数据，通过对各项试验参数的优化调整，确定符合我国国情的最佳工艺和运行条件，并为国产化净化槽的开发提供技术参考。在国内，四川国唯环保技术工程有限公司也已开发了该类型的一体化污水净化槽，处理效率较高，取得了不错的应用业绩。
2．2 农村集落排水设施的应用前景
2．2．1 处理水有多种再利用。处理水放流一般有4种方式，一是处理水直接排入农业用水道，一部分可进行农业灌溉，一部分直接流人河川；二是先用于农业灌溉后，经由农业用水道排人河川I；三是处理水放流至有取水设施的河川；四是放流至农用贮水池后，经由取水设施进行农业灌溉后排人农业用水道，最终排入河川I。特别在农业用水缺乏的地区，采用第4种方式对处理水进行再利用是比较资源化的方法。
同时，粪便也可作为重要的有机肥料进行农地还原。如果农

业集落排水设施的处理水可以与农业水利系统相结合，有望实现农业用水的反复使用。，
2．2．2 污泥有多种资源化途径。由于农村生活污水中几乎不含有重金属等有害物质，所以污泥可以作为有机肥料或者土壤改良材料进行农地还原，还可以用来制作肥料、建材、沼气等进行能源化再生产，但是从农村生态环境保护和经济性的角度考虑，将污泥进行农地还原是最佳出路。
2．2．3 经济成本有一定的优势。日本农村集落排水设施设
备和管网成本高达几亿Et元，但是，“1．2．2”介绍的农村集落排水设施(服务人口470人，总成本约5亿日元)与另一处小型下水道设施(服务人口2000人，总成本超35亿日元)相比仍具有一定的成本优势。可见，农村集落排水设施更适用于人口密度偏低、用户呈分散状态、铺设下水道困难的农村、山区或偏远地区。
3 结语
国外实践经验证明，在人口分散的居民区，适当管理下的分散污水处理系统要比集中处理系统更具经济效益，同时有效地保护了公众健康和环境。在我国尚有广大的农村地区因为管网铺设过长、投资过大、处理负荷不足而缺乏因地制宜的新形态的污水处理技术。借鉴国外先进成熟的分散处理技术的同时，更重要的是要逐步建立符合国情的管理体系、技术体系、标准体系和服务体系，才能确保农村污水处理设施的长效运行，最终达到改善农村水环境、保护水体的目的。
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