簡析村落污水處理之生物處理技術(shù)

王穎　羅淼

現(xiàn)階段我國農(nóng)村經(jīng)常采用的生活污水處理工藝大致可分為2大類，一是生物處理技術(shù)，主要有化糞池、凈化槽、氧化溝、厭氧生物膜池和土地滲濾等；二是生態(tài)處理技術(shù)，主要有人工濕地、氧化塘、生態(tài)填料土地處理系統(tǒng)、生態(tài)礫石床和土地滲濾等；這2種技術(shù)在全國各地都有運(yùn)用，推廣面相對較廣。

1、化糞池

化糞池在農(nóng)村中的應(yīng)用已具有100多年的歷史，最初是處理糞便并加以過濾沉淀的裝置，其原理是固化物在池底分解，上層水化物進(jìn)入管道流走；其實(shí)質(zhì)是利用沉淀和厭氧微生物發(fā)酵以去除糞便污水或其他生活污水中懸浮物、有機(jī)物和病原微生物的污水初級處理設(shè)施，屬于初級的過渡性質(zhì)的生活污水處理設(shè)施。

生活污水通過化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物（SS），通過微生物的厭氧發(fā)酵作用可降解部分有機(jī)物（COD、BOD5），池底沉積的污泥可用作有機(jī)肥。通過化糞池的預(yù)處理可有效防止管道堵塞，亦可有效降低后續(xù)處理單元的污染負(fù)荷。圖1-1為典型的農(nóng)村三格式化糞池示意圖。

2、一體化凈化槽

一體化凈化槽是一種小型生活污水處理裝置。用于分散型生活污水或者類似生活污水的處理。生活污水進(jìn)入凈化槽后，預(yù)處理過程去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；在厭氧慮床槽填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機(jī)物；在接觸曝氣池內(nèi)集曝氣、截留懸浮物和定期反沖洗為一體；沉淀槽溢水堰設(shè)置了消毒裝置，對出水進(jìn)行消毒處理。典型的一體化凈化槽示意圖見圖2-1。

一體化凈化槽的工藝特點(diǎn)主要包括：

體積小，占用土地面積小，可以埋入地下，無需建房，且可靈活組合。對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊性能好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時，噪音小，對周圍環(huán)境影響小。設(shè)備安裝簡單，調(diào)試運(yùn)行期短。需用電；在處理小水量時造價高于生態(tài)填料土地處理系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用相對較高，但遠(yuǎn)低于城市污水廠。維護(hù)技術(shù)要求較專業(yè)。出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》（GB18918-2002）中的一級B標(biāo)準(zhǔn)。

3、氧化溝

氧化溝因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。氧化溝實(shí)質(zhì)上是一種活性污泥處理系統(tǒng)，它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水和活性污泥在溝中不斷循環(huán)流動，因此也稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝通常按延時曝氣條件運(yùn)行，以用來延長生活污水和生物固體的停留時間并有效降低有機(jī)污染負(fù)荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動裝置，向反應(yīng)池內(nèi)的物質(zhì)傳遞水平速度和溶解氧。

氧化溝通常適用于處理污染物濃度相對較高的生活污水；處理規(guī)模宜大不宜小，適合規(guī)模較大的連片村落生活污水處理。農(nóng)村生活污水經(jīng)過適用的氧化溝工藝的處理后，出水通常達(dá)到或優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)。但如果受納水體有更嚴(yán)格的要求，則需要進(jìn)一步處理。

氧化溝的類型多種多樣，在種類繁多的氧化溝工藝中，較為典型的氧化溝如圖3-1所示。

氧化溝的主要工藝特征為：

在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合式與推流式之間，從水流動來看是推流式，由于流速快，可達(dá)0.25～0.35 m/s，進(jìn)水能與溝內(nèi)混合液快速混合，因此氧化溝的流態(tài)又是完全混合式。

采用延時曝氣法運(yùn)行，污泥產(chǎn)率低，剩余污泥量少。

水力停留時間長，有機(jī)負(fù)荷低，運(yùn)行穩(wěn)定，處理水質(zhì)良好。

污泥齡長，達(dá)15～30d，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3～6倍。因此在反應(yīng)器內(nèi)能夠存活增殖世代時間長的細(xì)菌如硝化菌和反硝化菌等，在溝內(nèi)可發(fā)生硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，使氧化溝具有較強(qiáng)的脫氮能力。同時，氧化溝這種封閉循環(huán)式的結(jié)構(gòu)能夠交替產(chǎn)生好氧/缺氧區(qū)域，因而特別能滿足污水的脫氮要求。

對水溫、水質(zhì)和水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

工藝操作管理方便。可不設(shè)置初沉池，污水只經(jīng)過格柵和沉砂池即可進(jìn)入氧化溝。主要設(shè)備是氧化溝溝體和二沉池，設(shè)施少，工藝流程簡單，操作和維護(hù)管理比較容易。在各種活性污泥處理系統(tǒng)中，氧化溝的維護(hù)管理最為簡單，產(chǎn)生機(jī)械故障的可能性也相對較小。

4、厭氧生物膜池

厭氧生物膜池，是通過在厭氧池內(nèi)填充生物填料強(qiáng)化厭氧處理效果的一種厭氧生物膜技術(shù)。污水中大分子有機(jī)物在厭氧池中被分解為小分子有機(jī)物，能有效降低后續(xù)處理單元的有機(jī)污染負(fù)荷。正常運(yùn)行時，厭氧生物膜池對COD和SS的去除效果一般能達(dá)到40%～60%。典型厭氧生物膜池結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，其中填充的填料應(yīng)有利于微生物生長，易掛膜，且不易堵塞，從而提高厭氧池對BOD5和懸浮物SS的去除效果。

厭氧池中的填料特征需滿足以下條件：具有高比表面積，有利于微生物生長；材料抗腐蝕性，在厭氧酸化條件下穩(wěn)定可靠；不易堵塞，質(zhì)量輕，易于安裝或懸掛；對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊性能好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。價格低廉，運(yùn)輸方便。常用的填料有纖維填料、軟性填料、彈性填料或其組合。

5、生物濾池

生物濾池是生物膜法的一種，具有凈化效果好、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中生物濾池主要去除生活污水中的懸浮物、有機(jī)物、氨氮等污染物。其優(yōu)點(diǎn)是占地小、抗沖擊能力強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等；但其同時存在明顯不足，主要是生活污水進(jìn)入生物濾池前，必須經(jīng)過預(yù)處理降低懸浮物濃度，以防堵塞濾料。濾料上的生物膜不斷脫落更新，隨處理水流出，所以在生物濾池后端要設(shè)置二次沉淀池以沉淀懸浮物。

生物濾池主要適用于自然村或中小型聚居點(diǎn)的污水處理。對于可用土地面積少，地形坡度大、進(jìn)水水質(zhì)和水量波動大的污水處理站有較好的適用性。生物濾池填料一般選用陶粒濾料或輕質(zhì)多孔填料，陶粒濾料粒徑宜為2～8mm，輕質(zhì)多孔填料粒徑宜控制在25mm以下。濾料填裝高度宜為1.5m～3m。輕質(zhì)多孔填料適宜在下向流或側(cè)向流曝氣生物濾池中采用，可以大大延長濾池反沖洗周期或避免采用反沖洗系統(tǒng)。生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-1。

農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)符合當(dāng)?shù)厮廴局卫硪?guī)劃、國家有關(guān)村莊整治及新農(nóng)村建設(shè)的政策，根據(jù)各地村莊的具體情況和要求，綜合考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、排放與利用等關(guān)系，充分利用現(xiàn)有條件和設(shè)施。

農(nóng)村生活污水處理設(shè)施應(yīng)因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，盡可能選用荒地、洼地等，少占良田，縮短排水管道，降低管道埋深和減少土方工程量。

應(yīng)根據(jù)污水特點(diǎn)、處理規(guī)模和處理水質(zhì)要求，選用適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)村特征并與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)技術(shù)相適應(yīng)的污水處理技術(shù)及工藝。

農(nóng)村污水處理技術(shù)不僅出水水質(zhì)要滿足相關(guān)排放要求，還要注重景觀美化、環(huán)境協(xié)調(diào)、無二次污染、易于維護(hù)管理。

參考文獻(xiàn)：

（1）《農(nóng)村生活污染控制技術(shù)規(guī)范》（HJ 574-2010）；

（2）《村莊整治技術(shù)規(guī)范》（GB50445-2008）；

（3）《國家級生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》（試行）環(huán)發(fā)【2006】192號；

（4）《國家農(nóng)村小康環(huán)保行動計(jì)劃》環(huán)發(fā)【2006】151號。

（5）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）；