太湖流域農(nóng)村生活污水處理工程的應(yīng)用分析

林常源，楊建成，宋增忠

（1.山東中車華騰環(huán)保科技有限公司；2.中國中車污水處理與真空排水技術(shù)研發(fā)中心，濟(jì)南 250022；3.臨沂市城市排水維護(hù)管理處，山東 臨沂 276000）

近年來，國家持續(xù)加大太湖水污染治理的力度，水質(zhì)已經(jīng)得到顯著改善，但是太湖仍存在突發(fā)性水污染的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)太湖流域排水特點(diǎn)及環(huán)境需求，人們可以選擇小型污水處理設(shè)備與人工濕地組合的方式，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水的全收集、全處理。這種組合工藝具有工藝成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出水穩(wěn)定、壽命周期長及便于運(yùn)維等優(yōu)點(diǎn)[1]。

1 設(shè)計(jì)方案

生活污水主要分為黑水（沖廁污水）和灰水（廚房污水、洗浴污水等）兩個(gè)部分。在收集過程中，項(xiàng)目采取雨污分流的形式，所有住戶生活污水收集至小型污水處理設(shè)備，經(jīng)處理后排入人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放[2]。

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，筆者參考《江蘇省村莊生活污水治理適宜技術(shù)及建設(shè)指南》，設(shè)計(jì)出進(jìn)出水水質(zhì)，如表1所示。

1.2 設(shè)計(jì)方案

選取太湖流域一典型村莊進(jìn)行調(diào)研，筆者參照《江蘇省村莊生活污水治理適宜技術(shù)及建設(shè)指南》中農(nóng)村居民用水量，考慮到后續(xù)人口的增加及村居設(shè)施的發(fā)展，確定居民每天生活用水量為100 L/人，污水排放量按實(shí)際用水量的85%計(jì)算。結(jié)合村內(nèi)住戶分布及地形特征，設(shè)置4套小型污水處理設(shè)備，處理量分別為1 t/d、2 t/d、5 t/d和5 t/d，設(shè)備出水排入潛流式人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行深度處理后達(dá)標(biāo)排放[3]。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水

2 去除效果分析

污水生化需氧量/化學(xué)需氧量（BOD5/CODcr）值是判定污水可生化性的最簡(jiǎn)便易行和最常用的方法，一般認(rèn)為BOD5/CODcr＞0.45時(shí)可生化性較好，BOD5/CODcr＜0.3時(shí)較難生化。根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)，BOD5/CODcr=0.57＞0.45，屬于可生化的污水。

2.1 對(duì)COD的去除效果

由圖1可知，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)COD去除效果明顯。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)水濃度在39～172 mg/L，平均濃度為100.68 mg/L，出水濃度在11～37.9 mg/L，平均濃度為26.23 mg/L。組合系統(tǒng)對(duì)COD的去除率在64.46%～89.37%，平均去除率為73.76%。處理后COD濃度均保持在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A要求的50 mg/L以下。

2.2 對(duì)NH3-N的去除效果

由圖2可知，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)NH3-N具有良好的處理效果，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)水濃度在6.19～49.1 mg/L，平均濃度為23.85 mg/L；出水濃度在1.8～5.58 mg/L，平均濃度為4.11 mg/L。本組合系統(tǒng)對(duì)NH3-N的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率為82.37%。處理后NH3-N濃度滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A要求的5（8）mg/L以下。

2.3 對(duì)TN的去除效果

影響TN處理效果的因素主要有碳源是否充足、氨氮的硝化效果以及溫度的高低。由圖3可知，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)TN的去除效果較好，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)水濃度在19～87.1 mg/L，平均濃度為50.91 mg/L；出水濃度在8.03～15.3 mg/L，平均濃度為12.46 mg/L。組合系統(tǒng)對(duì)TN的去除率在66.23%～85.37%，平均去除率為75.22%。處理后TN濃度均保持在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A指標(biāo)要求的15 mg/L以下。

2.4 對(duì)TP的去除效果

由圖4可知，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，在正常進(jìn)水條件下，對(duì)TP有較好的去除效果。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)水濃度在2.3～18.9 mg/L，平均濃度為7.44 mg/L；出水濃度在0.43～1.83 mg/L，平均濃度為0.77 mg/L。組合系統(tǒng)對(duì)TP的去除率在87.07%～91.98%，平均去除率為90.23%。5月16日總磷濃度為18.9 mg/L,遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)。經(jīng)調(diào)研，濃度超高的原因是農(nóng)戶在洗滌嬰兒衣物時(shí)使用了大量含磷洗衣皂，影響進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)。當(dāng)總磷濃度滿足設(shè)計(jì)要求的3～6 mg/L時(shí)，出水能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A要求的0.5 mg/L以下。

圖1 COD的去除效果

圖2 NH3-N的去除效果

圖3 TN的去除效果

圖4 TP的去除效果

2.5 對(duì)SS的去除效果

由圖5可知，運(yùn)行穩(wěn)定后處理系統(tǒng)對(duì)SS處理效果較好。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，進(jìn)水濃度在8～45 mg/L，平均濃度為19 mg/L；出水濃度在4～9 mg/L，平均濃度為6 mg/L。系統(tǒng)對(duì)SS的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率為66%。處理后SS濃度均符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)10 mg/L的要求。

2.6 運(yùn)行總結(jié)

2.6.1 TP的去除

針對(duì)部分農(nóng)村地區(qū)或住戶總磷濃度較高、排水周期性等問題，項(xiàng)目的調(diào)研、設(shè)計(jì)及施工過程應(yīng)注意到這一點(diǎn)，人們可以設(shè)置小型調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)，或者添加其他簡(jiǎn)易除磷的方式，確保處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

圖5 SS的去除效果

2.6.2 運(yùn)維管理

農(nóng)村污水處理的關(guān)鍵在于后期的運(yùn)維管理。組合處理工藝具有施工簡(jiǎn)單、管路埋深淺、出水穩(wěn)定等特點(diǎn)，后期運(yùn)維管理相對(duì)簡(jiǎn)單易行，適合在太湖流域及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的廣大農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行推廣。

3 結(jié)語

小型一體化污水處理設(shè)備與人工濕地組合工藝處理太湖流域農(nóng)村生活污水，實(shí)現(xiàn)了污水的有效收集和處理。在正常工況條件下，系統(tǒng)對(duì)COD、NH3-N、TN、TP、SS的去除率分別可以達(dá)到73.76%、82.37%、75.22%、90.23%和66%。該工藝根據(jù)住戶污水排放量確定設(shè)備選型，獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立施工，確保污水處理設(shè)施的針對(duì)性，整體上保證了出水的穩(wěn)定性，在實(shí)現(xiàn)農(nóng)村污水處理和達(dá)到排放要求的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。此工藝具有運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)維簡(jiǎn)單等特點(diǎn)便于維護(hù)和管理，對(duì)于其他不宜統(tǒng)一納管收集且土地資源較為豐富的農(nóng)村地區(qū)來說也具有廣泛的推廣意義。

1 呂錫武.小型分散式農(nóng)村生活污水生物生態(tài)組合工藝除磷脫氮的理論與實(shí)踐[J].環(huán)境科技，2012，25（8）：28

2 干 鋼，唐 毅，郝曉偉，等.日本凈化槽技術(shù)在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2013，7（5）：1791-1796

3 姜珊珊.人工濕地技術(shù)及其在我國的發(fā)展現(xiàn)狀[J].科技致富向?qū)В?011，（9）：106