農(nóng)村生活污水處理設(shè)計(jì)研究

李晨曦

摘 要 隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，農(nóng)村用水量和污水排放量日益增加。未經(jīng)處理的污水直接排放導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境惡化，因此，對農(nóng)村生活污水進(jìn)行有效治理已迫在眉睫。本文基于農(nóng)村污水的水質(zhì)特點(diǎn)、排放標(biāo)準(zhǔn)和處理技術(shù)等方面，闡述了污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需注意的要點(diǎn)，并介紹了具有較好應(yīng)用前景的SBR處理工藝，對其技術(shù)優(yōu)勢及處理效果亦進(jìn)行概述，希望對農(nóng)村生活污水處理的設(shè)計(jì)研究有所助益。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村生活污水;污水處理;設(shè)計(jì)研究;SBR

相較于城市中相對完備的污水處理系統(tǒng)，農(nóng)村等經(jīng)濟(jì)人文薄弱地區(qū)的生活污水處理還處于初始探索階段。目前主要的處理方式是通過污水排放管道及暗渠對農(nóng)村生活污水進(jìn)行收集，最終匯入污水處理設(shè)施進(jìn)行處理，達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放[1-2]。在農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設(shè)過程中，工藝技術(shù)路線的確定、設(shè)備的選型及管網(wǎng)設(shè)計(jì)等都是直接影響處理效果、運(yùn)行成本和建設(shè)投資的重要因素，需要相關(guān)部門重視起來，以便能夠得到足夠的經(jīng)濟(jì)支持，從而促進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)計(jì)研究的發(fā)展。

序批式反應(yīng)器（Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR）是一種按時(shí)間順序，間歇運(yùn)行的生物處理工藝。SBR將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一個(gè)反應(yīng)池，僅通過一個(gè)處理單元即可實(shí)現(xiàn)污水生物處理的水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、有機(jī)物降解、脫氮除磷及固液分離等全過程。它的一個(gè)完整運(yùn)行周期有以下五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置。SBR通過設(shè)置完善的自動控制系統(tǒng)及智慧平臺，可實(shí)現(xiàn)污水處理過程的自動運(yùn)行及遠(yuǎn)程監(jiān)控，對于采用該工藝的小型污水處理設(shè)施的運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)無人值守，只需定期維護(hù)。因此，該工藝具有投資少、效率高、操作靈活、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。

1污水水質(zhì)基本情況及排放標(biāo)準(zhǔn)

1.1 農(nóng)村生活污水水質(zhì)基本情況

在農(nóng)村地區(qū)，生活污水主要來源有人畜的糞便、洗滌廢水、洗浴廢水、廚房廢水等。其中含有較高的有機(jī)物、無機(jī)物、病原微生物及較多的懸浮物。農(nóng)村地區(qū)分布范圍廣，村民居住分散，相較于城市而言，片區(qū)內(nèi)污水排放量較小，具有來源復(fù)雜、水質(zhì)變化較大、排放具有間歇性等特點(diǎn)[3]。且因環(huán)境的限制，農(nóng)村居民用水與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、生活習(xí)慣、節(jié)氣等影響因素密切相關(guān)，所以在對農(nóng)村生活污水處理進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要詳細(xì)收集農(nóng)村地區(qū)的相關(guān)資料數(shù)據(jù)，避免設(shè)計(jì)方案的錯(cuò)漏。

1.2 排放標(biāo)準(zhǔn)

目前，在農(nóng)村污水治理方面，缺少國家性專項(xiàng)規(guī)劃和排放標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)地區(qū)在執(zhí)行農(nóng)村污水排放時(shí)標(biāo)準(zhǔn)都會參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）以及《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）。我國地域廣闊，不同區(qū)域地理環(huán)境差異較大。部分地區(qū)沒有充分考慮當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境及經(jīng)濟(jì)條件等因素，過度追求高標(biāo)準(zhǔn)排放，造成財(cái)政資金浪費(fèi)。還有部分地區(qū)只是復(fù)制其他地區(qū)的處理工藝，導(dǎo)致污水處理沒有達(dá)到實(shí)際效果。因此，應(yīng)具體情況具體分析，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件，制定適當(dāng)?shù)呐欧艠?biāo)準(zhǔn)。

2農(nóng)村污水處理工藝技術(shù)

當(dāng)前農(nóng)村生活污水處理工藝主要分為生物處理和生態(tài)處理兩種，生物處理個(gè)工藝主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、氧化溝、SBR及A/O等。生態(tài)處理工藝主要有人工濕地及氧化塘等。當(dāng)單級生物處理或生態(tài)處理難以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也會采用生物-生態(tài)組合處理工藝。農(nóng)村各地環(huán)境狀況不一，加上經(jīng)濟(jì)條件相對較差，為使污水處理設(shè)施能夠有效運(yùn)行和維護(hù)，并使污水處理達(dá)到滿意的效果，選擇適用范圍廣、操作管理簡便、投資及運(yùn)行成本低廉的處理工藝尤其必要。

3SBR工藝概述

目前SBR工藝已越來越多的應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理，以SBR為核心的一體化設(shè)備發(fā)展也非常成熟。SBR主體設(shè)備已做到模塊化，可根據(jù)處理規(guī)模進(jìn)行組合，并搭載先進(jìn)的運(yùn)程監(jiān)控平臺，極大簡化了其設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試周期，工程建設(shè)速度快，日常管理非常簡單。

3.1 典型工藝流程

典型SBR工藝基本流程如下圖3.1所示。農(nóng)村生活污水一般通過管網(wǎng)或暗渠匯集后進(jìn)入處理系統(tǒng)。首先通過格柵渠設(shè)置的粗細(xì)格柵攔截尺寸較大的雜物，避免其進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)堵塞設(shè)備及管路，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池收集。經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的均質(zhì)調(diào)節(jié)后，利用潛污泵提升至生化處理SBR反應(yīng)器進(jìn)行處理。在SBR反應(yīng)器中可通過加藥系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)情況投加碳源及鐵鹽（除磷劑），從而完成污水的凈化處理，最終出水經(jīng)抽吸泵排入清水消毒池，通過池內(nèi)的緩釋消毒設(shè)施進(jìn)行消毒后達(dá)標(biāo)排放。

3.2 工藝特點(diǎn)

SBR工藝流程簡單，占地面積小、造價(jià)低。對于水量水質(zhì)波動大、運(yùn)維資金不足、管理人員能力較弱的農(nóng)村污水處理站點(diǎn)，相比其他工藝還具有以下優(yōu)勢[4]：

（1）理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，處理效果好。

（2）污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)好。

（3）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，池內(nèi)留有部分處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗進(jìn)水濃度較高污染物對系統(tǒng)的沖擊。

（4）通過調(diào)控各部序運(yùn)行時(shí)間、進(jìn)水及曝氣方式，對來水水質(zhì)、水量波動適應(yīng)能力強(qiáng)，操作運(yùn)行靈活。

（5）反應(yīng)池內(nèi)存在COD、BOD濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。

（6）低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定，降低了污泥處理的費(fèi)用。

（7）在配置的自動控制系統(tǒng)及智慧平臺的輔助下，可實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行、遠(yuǎn)程監(jiān)控，非常易于管理和維護(hù)。

因SBR工藝所具備的以上優(yōu)點(diǎn)，采用該工藝進(jìn)行農(nóng)村污水的處理具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.3 工藝處理效果

根據(jù)采用以SBR為核心工藝的某市農(nóng)村生活污水處理項(xiàng)目相關(guān)資料顯示，該項(xiàng)目于2016年6月竣工完成，經(jīng)系統(tǒng)的對SBR工藝進(jìn)行調(diào)試后，于2016年7月開始投入運(yùn)行。經(jīng)過長期運(yùn)行觀察，該工藝處理效果好，出水各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)-《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）。對該市農(nóng)村處理站點(diǎn)出水口隨機(jī)抽查取樣并進(jìn)行化驗(yàn)檢測，具體的主要水質(zhì)指標(biāo)如表3.1所示：

從上表中數(shù)據(jù)可知，四個(gè)農(nóng)村污水站點(diǎn)在實(shí)際的運(yùn)行過程中處理出水可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級A和一級B標(biāo)準(zhǔn)。通過對實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)的站點(diǎn)分別進(jìn)行運(yùn)行成本核算，結(jié)果顯示，出水為一級A標(biāo)準(zhǔn)站點(diǎn)噸水運(yùn)行成本約為0.68元，出水為一級B標(biāo)準(zhǔn)站點(diǎn)噸水運(yùn)行成本約為0.73元。由此可見，SBR工藝不但處理效果較好，運(yùn)行費(fèi)用也較低。

4結(jié)束語

農(nóng)村生活的污水有效治理，應(yīng)因地制宜，需從各地區(qū)實(shí)際條件出發(fā)并進(jìn)行深度調(diào)研，要高度重視其處理工藝的設(shè)計(jì)，建立可靠的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。在不同的地形地貌、人文環(huán)境中，要采取適合的生活污水處理工藝，使處理設(shè)施能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，保證農(nóng)村地區(qū)水環(huán)境的健康和安全。

SBR工藝不僅建造簡單，操作便利，還能夠有效處理農(nóng)村生活污水的同時(shí)極大的節(jié)約污水處理的投資和運(yùn)行成本，這點(diǎn)很好地促進(jìn)了農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的普及，為農(nóng)村生活污水處理的發(fā)展做出了極大貢獻(xiàn)，對保護(hù)農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 邵楠.農(nóng)村生活污水處理工藝的相關(guān)研究[J]. 中國資源綜合利用，2018，36（12）：35-37.

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[4] 潘建良，李道棠，楊虹. 間歇式活性污泥法及其變形[J]. 凈水技術(shù)，2003，22（4）：6-9.