農(nóng)村生活污水一體化處理設(shè)備工藝研究

秦 潔

（廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510620）

在工業(yè)快速發(fā)展的影響下，我國(guó)環(huán)境問(wèn)題日益突出，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。每年我國(guó)都有新環(huán)保政策出臺(tái)，對(duì)城市不同類(lèi)型的污染源進(jìn)行控制，使城市環(huán)境污染問(wèn)題得到有效緩解。在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)理念的推動(dòng)下，我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。然而，在農(nóng)村發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中同樣被環(huán)境問(wèn)題所困擾。大部分農(nóng)村地區(qū)缺少完善的污水處理設(shè)施，其生活污水大多直接被排入河流，對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，我國(guó)亟待采取先進(jìn)的污水處理工藝治理農(nóng)村生活污水問(wèn)題。

1 一體化污水處理設(shè)備工藝論證

所謂廢水可生化性，是指廢水中所含的污染物通過(guò)微生物的生命活動(dòng)來(lái)改變污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而改變污染物的化學(xué)和物理性能所能達(dá)到的程度。生物處理是指微生物借助污水中的有機(jī)物維持生命特征、開(kāi)展生命活動(dòng)，并借助新陳代謝實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的清除。因此，需要對(duì)水中污染物的含量通過(guò)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算的方法來(lái)確定，進(jìn)而判斷其是否能進(jìn)行微生物處理［1］。

BOD5與COD是比較常用的水質(zhì)指標(biāo)，借助B/C比實(shí)現(xiàn)可生化性評(píng)價(jià)是一種的方法。當(dāng)B/C比值大于0.3時(shí)，可以對(duì)污水進(jìn)行可生化處理。隨著兩者比值的增大，其可行性隨之增大。在實(shí)際微生物處理中，不需要將有機(jī)物完全分解為水、硝酸鹽及二氧化碳，只要保證其含量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)即可。

就一體化設(shè)備工藝而言，以活性淤泥法為例，其較為成熟的工藝包括A/O法、A2/O法及其他改進(jìn)工藝等。其中，A/O脫氮法是指缺氧—好氧法，而A/O除磷法是指厭氧—好氧法，在污水流經(jīng)對(duì)應(yīng)區(qū)域時(shí)借助各種微生物菌的分解作用，促使氮、磷及有機(jī)物等污染物得到有效去除。

2 A/O主體工藝

2.1 工藝原理

厭氧—好氧活性污泥法（Anoxic/Oxic，簡(jiǎn)稱(chēng)A/O）是由厭氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理工藝。污水進(jìn)入?yún)捬醭睾螅c回流污泥混合。活性淤泥中的聚磷菌在這一過(guò)程中大量吸收污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中?；旌弦哼M(jìn)入好氧池后，有機(jī)物被氧化分解，同時(shí)聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧環(huán)境中的吸磷量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在厭氧環(huán)境中的釋磷量，因此，污水經(jīng)過(guò)“厭氧—好氧”的交替作用和二沉池的污泥分離作用，達(dá)到除磷目的［2］。

2.2 工藝特點(diǎn)

采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備具有除磷功能、脫氮功能及減少有機(jī)物功能等，其能有效避免出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，并且操作極其簡(jiǎn)便。并且填料比表面積較大，池內(nèi)具有良好的充氧條件，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高，再加上污泥回流，反應(yīng)池內(nèi)活性污泥濃度較高，因此兼有活性污泥法的特點(diǎn)，具有較高的容積負(fù)荷。由于生物固體量多，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，其F/M比可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量能保證不大于經(jīng)活性淤泥法所產(chǎn)生的淤泥量。并且該工藝操作十分簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低、處理效果良好、運(yùn)行穩(wěn)定，完全可以滿足污水治理要求，保證污水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 工藝流程

如圖1所示，生活污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后，由污水泵抽送至A級(jí)兼氧池，兼氧池內(nèi)掛有彈性填料，借助填料中兼氧細(xì)菌自身的吸附水解作用，使污水中對(duì)生物細(xì)菌有抑制作用和難以生物降解的有機(jī)物水解，同時(shí)將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，并對(duì)固體有機(jī)物進(jìn)行降解，減少了污泥量，降低污水中懸浮固體的含量。同時(shí)，利用污水中的有機(jī)物作為碳源，使從后級(jí)好氧段回流的硝化液中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮經(jīng)過(guò)兼氧細(xì)菌作用后，形成氣態(tài)氮從污水中逸出，實(shí)現(xiàn)污水脫氮目標(biāo)，降解污水中的有機(jī)物，提高污水的生化可降解性，同時(shí)有效除去污水中的懸浮物及氨氮。兼氧池出水進(jìn)入O級(jí)好氧接觸氧化池，好氧池內(nèi)好氧微生物在水體中有充足溶解氧的條件下，利用污水中的可溶性污染物進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，污水中大部分懸浮物在二沉池中能得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲(chǔ)存，中間水泵再提升至沙過(guò)濾器，去除懸浮雜質(zhì)、顆粒及膠體等雜質(zhì)，確保出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后消毒排放。

經(jīng)格柵攔截的柵渣需要定期清理外運(yùn)，二沉池中的污泥部分回流至A級(jí)生物處理池，另一部分污泥流入污泥池進(jìn)行好氧穩(wěn)定消化處理，減少臭氣排放量及污泥體積。并且消化池上清液溢流回到調(diào)節(jié)池，進(jìn)入下一批次循環(huán)處理。剩余污泥定期抽送出設(shè)備罐體外運(yùn)處置。

圖1 A/O工藝流程

3 MBR主體工藝

3.1 工藝原理

膜生物反應(yīng)器（Membrane Biore-actor，簡(jiǎn)稱(chēng)MBR）技術(shù)是膜分離技術(shù)和活性淤泥法相結(jié)合的工藝。與活性淤泥法有所不同，其不需要利用沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離，而是借助中空纖維膜替代沉淀池，因此其固液分離能力更加突出。

3.2 工藝特點(diǎn)

MBR處理工藝能適應(yīng)各種水質(zhì)，并且具有良好的沖擊負(fù)荷能力。處理池中采用新型彈性立體填料，比表面積較大，更容易實(shí)現(xiàn)微生物掛膜及脫膜，在相同的有機(jī)物負(fù)荷條件下，其去除有機(jī)物的效果更加明顯，能提高空氣中的氧在水中的溶解度；其工藝簡(jiǎn)單，不需要設(shè)置過(guò)濾池、沉淀池，可有效節(jié)約土地資源；同時(shí)，可有效減少水力的停留時(shí)間，減少污泥排放量，進(jìn)而降低污泥處理成本。

3.3 工藝流程

如圖2所示，污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)池，借助PLC控制器開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行充氧作業(yè)，生物反應(yīng)池出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理環(huán)節(jié)，污水返回調(diào)節(jié)池。反沖洗泵借助清水池中的處理水達(dá)到反沖洗膜處理設(shè)備的目的，同時(shí)反沖污水返回調(diào)節(jié)池。提升泵開(kāi)啟與閉合由反應(yīng)池的水位進(jìn)行控制。膜單元的過(guò)濾操作與反沖洗操作，能通過(guò)手動(dòng)與自動(dòng)兩種控制方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)膜單元需要開(kāi)展化學(xué)清洗作業(yè)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉污水循環(huán)閥及進(jìn)水閥，開(kāi)啟藥液循環(huán)泵、藥洗閥及藥劑循環(huán)閥，達(dá)到化學(xué)清洗的目的。MBR工藝?yán)媚さ母咝Ы亓糇饔?，將生化反?yīng)池中的大分子有機(jī)物及活性淤泥截留住，省略初沉池、二沉池，進(jìn)行固液分離，有效達(dá)到泥水分離的目的。

圖2MBR工藝流程

4 SBR主體工藝

4.1 工藝原理

序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡(jiǎn)稱(chēng)SBR法）的最大優(yōu)勢(shì)是在運(yùn)行操作中將排水、沉淀、反應(yīng)及曝氣等環(huán)節(jié)的操作工序根據(jù)時(shí)間順序在同一反應(yīng)池中反復(fù)進(jìn)行。SBR工藝的運(yùn)作次序主要包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水及閑置5個(gè)階段，5個(gè)階段所需的時(shí)間為一個(gè)運(yùn)行周期，一個(gè)周期內(nèi)各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行狀況及反應(yīng)池中混合液的濃度等都可以根據(jù)運(yùn)行功能與進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行靈活操作。通過(guò)對(duì)各階段操作的有效控制及切換，SBR法就能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。同時(shí)，在進(jìn)水階段、反應(yīng)階段，缺氧（或厭氧）與好氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，有效抑制專(zhuān)性好氧菌的過(guò)量繁殖。并且較短的污泥齡又使絲狀菌無(wú)法大量繁殖，解決了常規(guī)活性污泥易使污泥膨脹的問(wèn)題。

4.2 工藝流程

如圖3所示，污水流經(jīng)格柵井后去除體積大的漂浮物，然后流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、均量。出水經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入主反應(yīng)SBR設(shè)備池，經(jīng)過(guò)曝氣、反應(yīng)、沉淀、排水等一系列操作工序后，下部污泥流入污泥儲(chǔ)存池，上部清液經(jīng)潷水器潷水后流入中間水池，經(jīng)消毒處理后，作為回用中水或達(dá)標(biāo)排放至水體。進(jìn)入污泥儲(chǔ)存池的污泥經(jīng)壓濾后抽排外運(yùn)，上清液回流至調(diào)節(jié)池。

圖3 SBR工藝流程

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)在農(nóng)村環(huán)保方面出臺(tái)了相關(guān)政策，農(nóng)村環(huán)境治理市場(chǎng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)巨大。特別是在農(nóng)村污水處理方面，排放標(biāo)準(zhǔn)不一、處理工藝多樣，導(dǎo)致其沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。因此，在農(nóng)村污水處理設(shè)備工藝方面應(yīng)加大研發(fā)力度，提高農(nóng)村污水處理效率，以實(shí)現(xiàn)建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的目標(biāo)。