農(nóng)村生活污水處理工藝優(yōu)選方案研究

霍祥志 宋國晗 郝楠楠

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村生活污水的治理越來越受到重視，如何選擇最適宜的處理工藝，是擺在我們面前的一道難題，文章經(jīng)過對比幾種目前常見的污水處理工藝，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，推薦優(yōu)先采用“厭氧生物處理+人工濕地”組合工藝，以期為陽泉市郊區(qū)管理部門提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水;排放特點;處理工藝

中圖分類號：X71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.059

Abstract：With the rapid development of Chinas social economy，with more attention paid to the governance of rural domestic sewage. It is a difficult problem in front of us to how to choose the most suitable treatment process.In this paper，combined with the local actual situation，after comparing several kinds of common wastewater treatment technology.The combined process of “anaerobic biological treatment + constructed wetland” is be preferred.In order to provide decision basis for the suburbs of Yangquan city management department.

Key words： Rural domestic sewage;Emission characteristics;Treatment process

1 背景

近年來，隨著我國政府對農(nóng)村污水的逐漸重視，農(nóng)村污水處理率有了飛速提升，根據(jù)住建部數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)村生活污水處理率已由2006年的1%，提升至2014年的9.98%。同時《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年我國農(nóng)村污水處理率要達(dá)到30%以上[1-2]。伴隨著農(nóng)村污水處理市場的歷史性發(fā)展機(jī)遇，各種處理工藝也如雨后春筍般遍地開花。但由于個別地區(qū)在選擇污水處理工藝時存在照搬他人模式，盲目追求新工藝的現(xiàn)象，導(dǎo)致相當(dāng)一部分污水治理設(shè)施“建好不用、只曬太陽”的現(xiàn)象普遍存在，直接導(dǎo)致每年產(chǎn)生農(nóng)村污水近百億噸，處理率卻僅為22%尷尬處境。如何選擇適合自身的處理工藝，最大限度取得污水處理與滿足人民群眾美好向往的雙贏，是擺在我們面前的一道亟待解決的難題。

2 項目區(qū)概況

2.1 區(qū)域概況

陽泉市郊區(qū)位于山西省東部，太行山中段西麓，是一個典型的工礦型、城郊型農(nóng)業(yè)地區(qū)，區(qū)域內(nèi)春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季溫和涼爽，冬季綿長寒冷。受地形限制，當(dāng)?shù)剞r(nóng)村大多沿河道、溝谷分布，村內(nèi)地勢高差起伏較大，目前僅建城區(qū)和因受礦產(chǎn)開發(fā)而完成整村搬遷的村莊完成了生活污水的集中收集處理，剩余大部分分散村莊生活污水尚未進(jìn)行統(tǒng)一治理，生活污水直排入河、雨污混排現(xiàn)象嚴(yán)重[3]。

2.2 農(nóng)村生活污水排放特點

農(nóng)村生活污水的主要來源是廚房餐余垃圾和廁所糞便，餐余垃圾中富含有機(jī)物、油脂、鈉、醋酸、氯、碘等元素，糞便污水中BOD、N、P等元素濃度較高。

農(nóng)村生活污水具有以下特點[4-5]：一是污染源分散，污水不易收集，這與農(nóng)村分散居住有關(guān);二是水量與水質(zhì)不均勻，排放時間具有間歇性特點，一年當(dāng)中，夏季水量明顯大于冬季水量，每天早中晚各有一個小高峰，且白天水量明顯大于夜間水量;三是污水處理設(shè)施后期運營維護(hù)困難，這與我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與農(nóng)村居民日常生活習(xí)慣有直接關(guān)系。

3 主要處理工藝

對于農(nóng)村生活污水治理，有設(shè)備處理以及生態(tài)處理兩種辦法，具體工藝有生物轉(zhuǎn)盤工藝、A2/O法、氧化溝、SBR及其各種變形、生物接觸氧化、曝氣生物濾池以及人工快滲等[6-7]。

3.1 生物轉(zhuǎn)盤污水處理工藝

工作原理為盤片在與之垂直的水平軸帶動下緩慢地轉(zhuǎn)動，浸入廢水中的那部分盤片上的生物膜便吸附廢水的有機(jī)物，當(dāng)轉(zhuǎn)出水面時，生物膜又從大氣吸收所需的氧氣，使吸附于膜上的有機(jī)物被微生物氧化分解。隨著盤片的不斷轉(zhuǎn)動，最終使槽內(nèi)廢水得以凈化。

該工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)安全、處理效果好、維護(hù)管理方便、運行費用低等優(yōu)點;但初期生化區(qū)一次性投資較高。

3.2 A2/O污水處理工藝

A2/O生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物消化及反消化工藝和生物除磷工藝的綜合[8]。生物池通過曝氣裝置、推進(jìn)器（厭氧段和缺氧段）及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。在好氧段，硝化細(xì)菌將入流中的氨氮及有機(jī)氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽;在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮氣逸入到大氣中，從而達(dá)到脫氮的目的;在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機(jī)物;而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。

3.3 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是將污水浸沒全部填料，氧氣、污水和填料三相接觸過程中，通過填料上附著生長的生物膜去除污染物。該方法操作管理方便，適合于農(nóng)村地區(qū)使用。

3.4 厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物處理技術(shù)無須曝氣充氧，產(chǎn)泥量少，是一種低成本、易管理的污水處理技術(shù)，能夠基本滿足農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)要求。該工藝能耗少，操作簡便，處理能力較強(qiáng)，濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度，不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水SS較低。存在的問題是濾料費用較高，濾料容易堵塞，生物膜很厚，須嚴(yán)格控制進(jìn)水懸浮固體濃度。

3.5 S-MBR一體式污水處理工藝

該工藝由生物反應(yīng)器和MBR反應(yīng)器兩部分組成，即工藝流程為O-A-MBR。該生物反應(yīng)器由高效多孔生物濾料反應(yīng)區(qū)（O段）和缺氧反應(yīng)區(qū)（A段）兩部分組成[9]。

O段：罐體內(nèi)90%的活性微生物固定生長在濾料表面，微生物利用水中污染物作為生長養(yǎng)料，通過生化反應(yīng)及吸附過濾可去除部分污染物。

A段：O段低進(jìn)高出進(jìn)水方式，大大減少A段進(jìn)水方式的能耗，缺氧環(huán)境培育出適宜的優(yōu)勢菌種，可實現(xiàn)短程硝化與反硝化，確保出水達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 人工快滲工藝

該工藝采用滲透性良好的CRI介質(zhì)，以干濕交替的運行方式，使污水在自上而下流經(jīng)填料過程中發(fā)生綜合的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，使污染物得以去除。

人工快滲污水處理系統(tǒng)一般由預(yù)處理單元、人工快滲處理單元和后處理單元三部分組成。

3.7 人工濕地

人工濕地主體由土壤和按一定級別充填的填料等組成，并在床表面種植水生植物而構(gòu)成一個獨特的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地污水處理的機(jī)理是通過硝化反硝化去除水中N，通過沉淀去除P[10-12]。

人工濕地對有機(jī)物、氮、磷等元素均具有較高的去除效率，根據(jù)已有研究可知在進(jìn)水濃度較低的情況下，人工濕地對BOD5的去除率介于85%～95%之間，最高可去除對80%的COD，處理后的水中BOD5的濃度在10 mg/L左右，SS小于20mg/L，對氮的去除率最高可達(dá)80%～90%，對各種類型污水中的TP的去除率最高可達(dá)97.2%。

3.8 工藝推薦

經(jīng)過對比各種工藝的適用范圍、優(yōu)缺點，綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、地形等因素，優(yōu)先推薦“厭氧生物處理+人工濕地”的處理模式，對陽泉市郊區(qū)農(nóng)村分散生活污水進(jìn)行治理，建設(shè)生態(tài)、美麗、宜居的現(xiàn)代化鄉(xiāng)村，逐步提高人民群眾的幸福感與獲得感。

4 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一方面，人民群眾對美好生活的向往之心愈加強(qiáng)烈，另一方面，農(nóng)村生活污水污染已成為農(nóng)村環(huán)境污染的主要表現(xiàn)，如何做到最大限度取得污水處理與滿足人民群眾美好向往的雙贏，是擺在我們面前的一道亟待解決的難題，各級主管部門應(yīng)結(jié)合自身實際情況，選擇本地化的污水處理方式，加快當(dāng)?shù)孛利悺⒁司拥默F(xiàn)代化農(nóng)村建設(shè)步伐。

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收稿日期：2020-08-08

作者簡介：霍祥志（1989-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為生態(tài)環(huán)境保護(hù)與環(huán)境污染治理。