农村生活污水一体化处理设备工艺研究

    翟袁桢

    

    

    

    摘 要：随着人口数量的不断提高，环境问题俨然已经成为与我们每个人息息相关的热点话题，生活污水问题就是其中之一。愈发严峻的农村生活污水污染问题已经成为一项不容忽视、迫切需要解决的重点事件。一体化污水处理设备以其耗资少、空间小、处理率高、低能耗等优势，成为解决农村生活污水污染问题的得力助手。笔者依据多年工作经验，在对农村生活污水特点进行分析的基础上，列举说明一体化污水处理设备的发展优势，最后对现阶段常用处理工艺进行了介绍，以期为相关工作人员提供一定的参考与借鉴作用。

    关键词：一体化处理设备;农村生活污水;工艺研究

    随着城市化的不断推进以及城乡一体化的逐步深入，农村小河流污染问题逐渐成为新农村发展的绊脚石。由于农村的特殊环境以及村民的生活习慣，未经处理的农村生活污水直排，成为影响区域水体治理效果至关重要的部分，如何有效的解决农村生活污水问题，改善农村地下水和地表水环境，成为当前我们面临的重点以及难点。针对以上问题，我们对上海市某村庄农村生活污水现状和给排水系统进行实地调研研究，该村庄位于金山区西部，辖区面积5km2左右，耕地面积4000亩左右，人口约3500人。

    1 现状问题

    1.1 给排水系统

    相对城市，农村水源较广，拥有地下水、水库、池塘、沟渠等多种水源。根据现场实地调研，该村庄已配备有完善的自来水系统，但由于使用自来水的成本高，大多数居民仍旧采用河道水、池塘水洗衣、洗菜等，在水质健康上认识不足，对水源水质安全意识仍很单薄，仅依靠浑浊度来区别水质好坏。

    在调研过程中，发现90%以上的生活污水存在直排现象，仅有少部分住房铺设有排污管道。生活污水直排导致污水漫流，发黑发臭，严重影响水环境治理和周围环境。

    1.2 农村生活污水特点

    农村居住依据习性、习惯和地理环境而定，相比城区住房及水源均较为分散，除人畜粪便排水、餐厨废水、日常生活废水外，还存在随意堆放垃圾等现象产生的废水，基本一天会有三个排放高峰时段，大致分为早、中、晚三段。相比城市地区生活污水，农村生活污水成分较为简单，一般无有毒物质，多为氮、磷、有机物、细菌、病毒、寄生虫等，不同季节水质情况也各不相同。因此，农村生活污水具有成分相对简单、排水量少、变化系数大、间歇排放、水质相对不稳定的特点，且集中收集处理不易。

    2 一体化污水处理设备的发展优势

    一体化设备技术自80年代初引入我国以来，随着国家对污水处理要求的逐渐提高，一体化污水处理设备已成为当前处理农村生活污水中最为常见的应用设备，与传统的大型的生活污水处理设备相比优势显著，具有投入少、占地小、便于管理、处理率高、集成化程度高等优势，符合《上海市农村生活污水处理技术指南》的治理原则，且处理尾水可达到《上海市农村生活污水处理设施出水水质规定》的要求，现已在我国广大的农村地区投入使用。

    3 一体化污水处理工艺介绍

    农村生活污水的主要污染物为有机物，现如今，我国农村地区广泛应用的一体化污水处理工艺种类较多，但主要集中在以下几种：A/O工艺;SBR法;生物接触氧化法以及MBR工艺。

    3.1 A/O工艺

    A/O工艺所使用的设备分为两个大的反应池，其中A池为缺氧/厌氧池，O池为好氧池，该工艺的应用原理实质上属于活性污泥法，具体工艺流程如图1所示。污水流经A池，其中的可溶有机物被池中的异养微生物分解转化，同时将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化;流经O池，好氧微生物进一步将有机物分解为二氧化碳和水，同时氨态氮在硝化菌的作用下氧化为硝态氮，回流至A池，在缺氧状态下，被异氧微生物反硝化还原为分子态氮，从而发挥降解有机物、脱氮除磷的作用。但该工艺中污水会在A池、O池中相互流转，A池中的缺氧状态很难保持，这也会影响设备的脱氮效率。但是由于缺少污泥回流系统，所以特殊菌群在该装置中很难形成，这样部分难以降解的物质只会被少量的处理，同时只能依靠提高内循环比进一步提升脱氮效率，会大幅的增加设备运行的成本。

    3.2 SBR法

    SBR法是近年来常用的一种间歇式活性污泥法，该方法可以较好地满足农村地区污水处理的多方面要求，与A/O工艺的不同之处在于，该工艺集缺氧池和曝气池于一体，无需污泥回流系统，大幅度的减少了占地面积，具体工艺流程如图2所示。通过持续进水——间断性充气——静置沉淀——撇除上清液的过程，利用时间换取反应空间，池内厌氧、缺氧、好氧处于交替状态，净化效果好;且整个过程自动化，便于操作和维护管理。但该工艺对其核心部件滗水器的要求较高，如质量得不到保障，将会极大地影响处理效率;且不连续出水，对后续构筑物容积要求高;同时，由于SBR反应器水位不恒定，造成设备利用率低。

    3.3 生物接触氧化法

    生物接触氧化法的运行原理是在生物床上固定半软性填料，属于污水生物膜处理技术体系中的一类。当农村生活污水进入处理装置，流经填料时就会截留污水中的微生物，微生物附着形成生物膜，在反应装置中充分充入氧气，微生物对污水中的杂质进行分解去除。同时随着时间变化，生物膜老化脱落随水流走，为生物膜的形成腾出空间，系统的处理过程得以循环进行。生物接触氧化法的优点众多，主要表现在：装置体积小、处理效率高且时间短、能耗小、水质稳定等等，同时污泥膨胀状况可以利用该方法得到有效控制。

    3.4 MBR工艺

    MBR工艺的运行原理为把特殊材料制成的膜组件浸泡在曝气池中，污水在经过好氧处理后，经模组件过滤后排放，由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物截留生长，同时增加了难降解有机物在系统中的停留时间，大大提高了去除氨氮和难降解有机物降解的效率的提高。MBR工艺的实质属于膜分离技术的一类，与传统活性污泥法相比最大的不同之处在于，它是用膜组件代替了固液分离工艺及相关的构筑物，这样做的目的可以极大地节省占地空间，而且该工艺可在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用，且操作管理方便，易于实现自动控制。一般情况下MBR工艺可将农村污水处理到一级A标准，但存在膜造价高、易出现污染等问题。如若想进一步提高出水标准，可结合二次处理工艺对出水进行再处理，实现水质的进一步提升。

    4 MBR工艺应用研究

    通过调研研究，我们选取上海市金山区西部某村庄一点采取一体化MBR设备应用研究，处理规模为100m3/d，经检测，出水达到GB18918-2002一级A标准。

    5 结语

    针对当前农村污水处理存在的问题，笔者着重介绍了一体化污水处理在污水处理过程中的应用研究，通过对各自然村实施农村污水收集和就地处理，不仅可以减少污水对地下水的污染，也从根源上杜绝了河道的污染源，使农村的生态环境得到根本的改善。

    参考文献：

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    [2]姜进峰，张燕，李翠梅.农村生活污水一体化处理设备工艺分析[J].湖北农业科学，2012，51（23）：5482-5486.

    [3]孟祥芬.农村生活污水一体化处理工艺探讨[J].黑龙江环境通报，2018，42（04）：56-60.