我國村鎮(zhèn)水環(huán)境治理尚處于探索階段。結(jié)合我國村鎮(zhèn)及村鎮(zhèn)污水的實(shí)際特點(diǎn),研究適合中國村鎮(zhèn)污水處理的技術(shù)路線、工藝設(shè)備和運(yùn)營管理模式,并通過示范項(xiàng)目進(jìn)行工程實(shí)踐和優(yōu)化;結(jié)合村鎮(zhèn)水務(wù)+互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新模式推動其產(chǎn)業(yè)化;最后,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析,并提出合理化標(biāo)準(zhǔn)及政策的建議。主要研究結(jié)論如下:(1)將我國村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)分為戶級、村級和鎮(zhèn)級,分別設(shè)計(jì)了其以資源化利用優(yōu)先為原則的技術(shù)路線,并提出了村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)整體解決方案。(2)在傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)上,開發(fā)了新型高效生物轉(zhuǎn)盤,并對盤片構(gòu)造和盤體組裝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了新型高效生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)備化。通過對代表性生物轉(zhuǎn)盤的生物膜進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)分析,沿著生物轉(zhuǎn)盤的前端、中端、后端,生物膜上微生物種群的多樣性數(shù)量呈逐漸減少的趨勢,在生物轉(zhuǎn)盤污泥中檢測到了Nitrospira和Thermomonas,分別對氨氮和磷的去除具有重要作用。(3)開發(fā)濾布濾池及移動式污泥處理裝備。對于進(jìn)入移動式污泥處理裝備的原污泥的預(yù)處理,采用CPAM與PAC聯(lián)用的脫泥效果要優(yōu)于PAM與PAC聯(lián)用的脫泥效果。(4)提出村鎮(zhèn)污水處理建管一體化的優(yōu)選模式包括EPC+OM、BOT和PPP等模式。通過搭建智慧化管理系統(tǒng)平臺,實(shí)現(xiàn)對村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營過程中的相關(guān)人員、設(shè)備和材料等實(shí)時(shí)、在線、可視化感知和管理,并形成“大數(shù)據(jù)”,通過系統(tǒng)分析可以挖掘其更多的價(jià)值。(5)在吉林省惠章屯建立了戶級污水處理示范項(xiàng)目,在北京市姚辛莊村建立了“新麥田”村級污水處理示范項(xiàng)目,在湖南省長沙縣18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了以縣為單位的“區(qū)域打捆”鎮(zhèn)級污水處理示范項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了村鎮(zhèn)污水處理工程項(xiàng)目的產(chǎn)品化和品牌化。(6)通過村鎮(zhèn)水務(wù)+互聯(lián)網(wǎng)模式,不但實(shí)現(xiàn)了村鎮(zhèn)水務(wù)技術(shù)和管理模式持續(xù)創(chuàng)新,還使村鎮(zhèn)污水處理的運(yùn)營管理成本大幅下降,并豐富了盈利模式。(7)根據(jù)不同處理規(guī)模建立了冪函數(shù)曲線計(jì)算模型,可以較方便地計(jì)算出0~10000 m~3/d規(guī)模之間村鎮(zhèn)污水處理終端設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。最后,結(jié)合在工程應(yīng)用實(shí)踐過程中遇到的各種問題,有針對性地提出了相關(guān)合理化政策建議。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

1.1 研究背景及意義黨的“十八大”首次強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明建設(shè)在我國全面“建成”小康社會的進(jìn)有重要的戰(zhàn)略意義[1]。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“綠水青山就是金山銀山”。國務(wù)院汪洋指出，要大力推進(jìn)清潔鄉(xiāng)村、生態(tài)鄉(xiāng)村、宜居鄉(xiāng)村、幸福鄉(xiāng)村建設(shè)。見，環(huán)境保護(hù)尤其是水環(huán)境治理工作，在我國生態(tài)文明建設(shè)過程中發(fā)揮著重要的作用，并得到了政府及國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視。與“十二五”期間相比，我國污水處理在“十三五”的重心將從城市、縣向鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村傾斜[2,3]。與城市（包括設(shè)市城市和縣城）相比，我國建制鎮(zhèn)理率在過去一直處于比較低的水平（見圖 1.1）。據(jù)住建部公布的相關(guān)數(shù)據(jù)截至 2012 年年底，我國設(shè)市城市、縣城、建制鎮(zhèn)、行政村的污水處理率分別為75%、28%、8%。農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（以下簡稱“村鎮(zhèn)”）的污水處理率與城市相比很大，經(jīng)計(jì)算建制鎮(zhèn)的污水處理率約為設(shè)市城市的 1/3，行政村的尚達(dá)不到市的 1/10[4]。

圖 1.2 化糞池-土壤吸附工藝示意1.2.2 日本日本鄉(xiāng)村對污水的處理與美國一樣，也基本上實(shí)現(xiàn)了全國覆蓋[18]。日本鄉(xiāng)村污水治理做得比較好的原因在于，配套的法律比較簡單實(shí)用；從財(cái)政補(bǔ)貼角度來講，日本都是以政府投資為主，推廣的力度比較大；鄉(xiāng)村規(guī)劃比較合理；采用的技術(shù)已比較標(biāo)準(zhǔn)化；對于運(yùn)營模式也有比較詳細(xì)的規(guī)范，責(zé)任主體非常明確[18]。1.2.2.1 政策措施（1）法規(guī)體系日本在鄉(xiāng)村污水處理法律法規(guī)體系方面，不像美國采取了城鄉(xiāng)污水處理都在同一套法律體系下的方式，而是有專門針對鄉(xiāng)村地區(qū)的不同于城市的法律制度框架，及城市采用的《下水道法》，鄉(xiāng)村地區(qū)采用《凈化槽法》[18]。日本凈化槽歷史可以追溯到 20 世紀(jì)五六十年代，日本凈化槽法案的目的是通過采用凈化槽推動生活污水的合格處理，維持公共水體優(yōu)良水質(zhì)以及健康的生存環(huán)境，并改善公眾健康狀況。另外，凈化槽法案還強(qiáng)化了凈化槽生產(chǎn)、安裝、運(yùn)

行集中處理。（5）污水處理系統(tǒng)：通過污水處理廠統(tǒng)一處理。圖1.3 日本污水處理系統(tǒng)分類示意[19]通過單獨(dú)式凈化槽和夜間糞尿儲存罐這兩種方式，均能將糞便或廁所污水進(jìn)行處理，但是還會產(chǎn)生一些 “灰水”沒有經(jīng)過處理而直排[19]。由于通過這兩種方式處理生活污水的方式仍然會造成一定的環(huán)境污染，目前已被禁止使用。另外，按照處理能力劃分，日本鄉(xiāng)村污水處理使用的凈化槽可以分為大（≥100 m3/d）、中（介于10 m3/d和100 m3/d之間）、�。ā�10 m3/d）等三種規(guī)模。日本處理污水的工藝技術(shù)，除了主要采用上述凈化槽技術(shù)以外，還采用生物轉(zhuǎn)盤、活性污泥法等工藝技術(shù)[16]。對于凈化槽產(chǎn)生污泥的處理，主要包括微生物發(fā)酵制作肥料、以水泥原料等形式土地利用、脫水后直接焚燒等三種方法。1.2.2.3 運(yùn)營管理

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本文編號：2823804