農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)研究進(jìn)展

李昀婷，石玉敏,2*，王儉

1.遼寧大學(xué) 2.遼寧省環(huán)保集團(tuán)有限責(zé)任公司

按行政村比例計(jì)，2016年我國(guó)農(nóng)村生活污水治理率僅為22%[1]，2017年提高至25%；若以自然村計(jì)，2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明全國(guó)有250萬個(gè)自然村、6.7億農(nóng)村人口，但污水治理率不到10%[2]。2018年9月，生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快制定地方農(nóng)村生活污水治理排放標(biāo)準(zhǔn)的通知》，之后我國(guó)很多省、自治區(qū)、直轄市等制訂了適合本省(區(qū)、市)的農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，其中以北京市制訂并發(fā)布的DB 11/1612—2019《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》最為嚴(yán)苛，其一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)COD為50 mg/L、NH3-N濃度為5 mg/L、TP濃度為0.5 mg/L，還增加了動(dòng)植物油等指標(biāo)?？梢姡瑖?guó)家層面和地方政府都很重視農(nóng)村生活污水治理問題，各地區(qū)均在積極有效地采取防治措施和技術(shù)升級(jí)手段，以提高農(nóng)村生活污水的處理能力和水平。

農(nóng)村生活污水若得不到有效治理，會(huì)影響村鎮(zhèn)飲用水安全，造成土壤肥力下降，糧食產(chǎn)量降低，也會(huì)對(duì)地下水、湖泊、流域的水質(zhì)產(chǎn)生影響[3-5]。因此，深入探討與研究、選擇和應(yīng)用農(nóng)村分散式污水處理技術(shù)與模式，使其因地制宜、有效運(yùn)行，是解決農(nóng)村生活污水污染問題的有效途徑。筆者從分析農(nóng)村生活污水一體化技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，綜述了一體化技術(shù)適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，分析了適宜分散式污水處理的技術(shù)模式，旨在為技術(shù)模式選擇、推廣和應(yīng)用提供理論支撐，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)村水資源環(huán)境的健康、可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)村生活污水來源與特征

農(nóng)村生活污水主要來源于廚房污水、生活洗滌污水和沖廁水等[6]，另外我國(guó)大部分農(nóng)村地區(qū)農(nóng)戶家中普遍散養(yǎng)牲畜(豬、羊和禽類等)，牲畜的洗滌用水、糞水等含有大量污染物的污水也常被納入農(nóng)村生活污水進(jìn)行統(tǒng)一收集與處理。農(nóng)村生活污水具有排放點(diǎn)分散、水量小、時(shí)段性和季節(jié)性強(qiáng)等特點(diǎn)，污水中氮、磷濃度高且含有大量的營(yíng)養(yǎng)鹽、細(xì)菌和病毒[6-7]，上述特點(diǎn)均給農(nóng)村生活污水處理帶來挑戰(zhàn)。

農(nóng)村生活污水在處理與排放方面有以下特點(diǎn)[8-9]：1)污水產(chǎn)生量小、分散且成分不同。農(nóng)村地區(qū)總用水量較少且污染物成分單一，極少有有毒有害成分。2)污水排放量時(shí)空分布變化大。由于農(nóng)村居民生活作息習(xí)慣的特點(diǎn)，用水高峰時(shí)段集中，夜間基本不外排水，且用水量與季節(jié)、氣候變化關(guān)聯(lián)性高，生活用水呈現(xiàn)冬季少夏季多的特點(diǎn)。3)具有可生化處理性。農(nóng)村生活污水中的氮、磷及有機(jī)物的濃度較高，且不含有毒、有害物質(zhì)，易生化處理。4)污水分散、難集中?，F(xiàn)階段大部分農(nóng)村生活污水直接排放或經(jīng)化糞池簡(jiǎn)單處理后排放，污水處理程度低，對(duì)附近流域水質(zhì)以及土壤土質(zhì)具有較大影響[10-11]?？傮w來說，我國(guó)不同地區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)水平的農(nóng)村生活污水成分特征和排放規(guī)律可以概括為：中部地區(qū)的污水中污染物濃度較高，治理方式以設(shè)施處理和農(nóng)田排放為主；南部沿海地區(qū)人均生活污水排放量較大，因經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，污水處理率較高；北方地區(qū)污水排放量較少，污染物濃度較低，但污水處理率也相對(duì)較低[12]。

因此選擇農(nóng)村生活污水處理工藝、處理設(shè)施時(shí)，首先應(yīng)考慮當(dāng)?shù)厣钗鬯占⑻幚砑芭欧徘闆r，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的同時(shí)能耗費(fèi)用低、易管理維護(hù)；同時(shí)農(nóng)村生活污水處理需遵循生態(tài)化、節(jié)能化、景觀化的原則，以實(shí)現(xiàn)污水回用及氮、磷資源化利用，并提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2 農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)

農(nóng)村分散式生活污水可采用自然凈化技術(shù)進(jìn)行處理，如人工濕地污水處理、污水土地處理、穩(wěn)定塘處理等技術(shù)，其特點(diǎn)為利用自然水體或土壤中植物、微生物的自凈作用實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的吸收與降解，但其具有受環(huán)境條件限制，出水水質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。一體化處理技術(shù)是指對(duì)傳統(tǒng)污水處理工藝各功能模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、組合，減少工藝復(fù)雜度，滿足不同規(guī)模、成本、進(jìn)水水質(zhì)等要求的污水處理工藝，其優(yōu)勢(shì)包括方便運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單及占地面積較小等，一體化處理技術(shù)為現(xiàn)階段農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。結(jié)合我國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的主要進(jìn)展，一體化處理技術(shù)依據(jù)技術(shù)原理主要可分為一體化活性污泥衍生工藝、一體化生物膜處理工藝、一體化膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝以及一體化組合工藝等類型。

2.1 一體化活性污泥衍生工藝

2.1.1一體化AAO工藝

AAO工藝即為厭氧-缺氧-好氧污水處理工藝，污水經(jīng)厭氧區(qū)釋磷、缺氧區(qū)脫氮以及好氧區(qū)硝化和除磷3個(gè)階段，可達(dá)到較好的脫氮除磷效果，且總水力停留時(shí)間(HRT)少于其他工藝。該工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，污水處理工作中的運(yùn)營(yíng)成本較低，適合于在大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)推廣使用。AAO工藝中，缺氧池體積對(duì)污水處理效率影響顯著，當(dāng)缺氧池體積發(fā)生變化時(shí)，化學(xué)需氧量(COD)去除率隨缺氧池體積的增加而增大，氨氮(NH3-N)去除率隨缺氧池體積的增大而減小，總氮(TN)與總磷(TP)去除率隨缺氧池體積的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)[13]。

整合工藝流程、縮小占地面積是一體化AAO工藝亟待解決的問題。肖炘圻等[14]設(shè)計(jì)了豎流式一體化反應(yīng)器(圖1)處理農(nóng)村生活污水，該反應(yīng)器將常規(guī)AAO工藝中單獨(dú)設(shè)置的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)整合為一體，考察了HRT和好氧區(qū)溶解氧(DO)濃度對(duì)處理效果的影響。結(jié)果表明，HRT為8 h，DO濃度為2.5 mg/L時(shí)，出水COD和NH3-N、TN、TP濃度均可以滿足GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)一體化工藝中污泥處理處置問題，任宏洋等[15]將AAO系統(tǒng)中剩余污泥臭氧化處理，研究了處理后污泥減量效果和污水處理效能，考察了污泥全部回流至厭氧區(qū)、等比例回流至厭氧區(qū)和缺氧區(qū)、全部回流至缺氧區(qū)3種回流方式下累積排泥量，發(fā)現(xiàn)耦合后的AAO系統(tǒng)排泥量分別下降了51.3%、49.8%、47.6%；另外研究發(fā)現(xiàn)，臭氧化污泥回流提高了污泥沉降性和系統(tǒng)的脫氮能力，且污泥回流區(qū)域?qū)P的去除率有較大影響，確定等比例回流臭氧化污泥至厭氧區(qū)和缺氧區(qū)為最佳回流方式。

圖1 豎流式AAO一體化反應(yīng)器[14]Fig.1 Vertical-flow AAO integrated reactor

2.1.2一體化SBR工藝

序批式活性污泥(SBR)工藝，即污水在裝置中按時(shí)間順序依次反復(fù)進(jìn)行曝氣、反應(yīng)沉淀、排水閑置等過程。該工藝優(yōu)點(diǎn)為占地面積小、運(yùn)行方式靈活、脫氮除磷效率高，適用于經(jīng)濟(jì)條件好但水資源、土地緊缺的地區(qū)[16]。該工藝也有較多不足，如間歇排水時(shí)，需要設(shè)置專門的排水設(shè)備(潷水器)，且易產(chǎn)生浮渣[17]。由于工藝的要求高，需要專業(yè)人員定期維護(hù)，運(yùn)維費(fèi)用較高，因此不適于在經(jīng)濟(jì)落后的農(nóng)村地區(qū)推廣使用，常用于度假區(qū)、高速公路休息區(qū)等的分散式污水處理。

為降低工藝裝置復(fù)雜度，張冰等[18]設(shè)計(jì)了無復(fù)雜出水裝置的一體化空氣提升SBR反應(yīng)器,用于處理低碳氮比(C/N)的農(nóng)村生活污水，在DO濃度為3 mg/L、曝氣3 h、沉淀1.5 h時(shí)，可保證出水水質(zhì)指標(biāo)COD、NH3-N、TN、TP均滿足GB 18918—2002二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且裝置能耗較低、剩余污泥產(chǎn)量少、維護(hù)管理方便，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。針對(duì)傳統(tǒng)SBR工藝污泥絮體結(jié)構(gòu)松散、沉降速率低問題，薛晨楠等[19]考察了磁粉(微米Fe3O4)對(duì)系統(tǒng)活性污泥和污水處理效果的影響，結(jié)果表明，磁化污泥SBR系統(tǒng)處理率較高，綜合經(jīng)濟(jì)和處理效率因素，確定最佳磁粉投加量為0.5 g/L，此時(shí)出水COD、NH3-N、TN、TP去除率分別為95.30%、91.48%、70.83%和92.80%，滿足GB 18918—2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 一體化生物膜處理工藝

2.2.1一體化生物接觸氧化工藝

生物接觸氧化工藝由厭氧和好氧2個(gè)反應(yīng)器組成，內(nèi)置附著生物膜的填料，通過生物膜的代謝分解作用去除水體污染物。該工藝在農(nóng)村地區(qū)使用較為普遍，主要特點(diǎn)是出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠、占地面積較小、安裝簡(jiǎn)便。通過地埋式等簡(jiǎn)單保暖措施，可適用于北方寒冷地區(qū)農(nóng)村生活污水的處理。日本凈化槽是以水解+接觸氧化為基礎(chǔ)工藝的分散式生活污水處理一體化工藝，主要通過絮凝沉降、物理沉淀及微生物的降解等作用去除水體中污染物，按用途不同可分為單獨(dú)處理凈化槽、合并處理凈化槽、深度處理凈化槽3類[20-21]，日本凈化槽是我國(guó)眾多一體化裝置設(shè)計(jì)和借鑒的原型，對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)一體化技術(shù)發(fā)展起到一定作用[22-23]。

填料是生物接觸氧化工藝的核心組件，由于填料在運(yùn)行過程中易發(fā)生老化、板結(jié)等問題，影響系統(tǒng)的處理效率，加大運(yùn)行維護(hù)難度，因此選擇掛膜能力好和可操作性強(qiáng)的填料是重中之重。Xie等[24]采用鐵、活性炭和沸石制作復(fù)合過濾器(Fe/C-ZACID)，將材料以不同比例混合后將大小不同的2個(gè)過濾器分別放入好氧和厭氧反應(yīng)區(qū)。結(jié)果表明，該裝置的生物反硝化過程復(fù)雜，脫氮和抗沖擊能力強(qiáng)，在HRT為6 h，DO濃度約3 mg/L，進(jìn)水C/N為3，硝酸鹽循環(huán)比為100%條件下，NH3-N和TN的去除率可高達(dá)95%和85%。沈波等[25]采用一體化生物活性炭中試裝置，以柱狀活性炭為載體進(jìn)行人工掛膜，發(fā)現(xiàn)4.0 mm的柱狀炭掛膜成功后，氣水體積比為2∶1時(shí)，裝置對(duì)污染物的去除率最高，但活性炭使硝化細(xì)菌生長(zhǎng)受限，氨氮去除率較低。從成本控制上看，微生物可提高活性炭吸附能力，延長(zhǎng)使用周期，降低裝置運(yùn)行成本[26]。合續(xù)環(huán)境研發(fā)的CHtank污水凈化罐[27]采取分戶/聯(lián)戶處理、自由組合的設(shè)計(jì)理念，采用固液分離+多級(jí)厭氧好氧(A/O)和固液分離+同步硝化反硝化(SND)2種工藝，使用軟性固定填料作為過濾模塊，滿足不同水量的處理要求，該系列產(chǎn)品具有工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行成本低及安裝靈活等特點(diǎn)。

2.2.2一體化生物轉(zhuǎn)盤工藝

生物轉(zhuǎn)盤工藝通過轉(zhuǎn)盤交替與空氣和污水相接觸，使盤片附著生物膜，利用水的自然落差使生物膜連續(xù)吸氧、吸附和氧化分解，以凈化水體。生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜處理技術(shù)的一種[28]，該工藝具有污染物處理能力較強(qiáng)，微生物濃度較高，無需泥水分離設(shè)備，出水懸浮物(SS)濃度較低[13]等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)在于盤片的材質(zhì)、形狀、質(zhì)量及有效面積等直接影響轉(zhuǎn)盤的處理效率，但盤片面積過大或材質(zhì)過重會(huì)使設(shè)備占地面積和運(yùn)行成本增加。

盤體結(jié)構(gòu)優(yōu)化是生物轉(zhuǎn)盤工藝當(dāng)下的研究熱點(diǎn)之一。Han等[29]開發(fā)了新型可自動(dòng)回流旋轉(zhuǎn)的一體化生物轉(zhuǎn)盤裝置(NISRRBC)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)回流硝化液和污泥可提高污染物去除率。在轉(zhuǎn)速為5 r/min，HRT為8 h，浸沒直徑為40%，回流比為200%條件下，出水COD、SS、NH3-N和TN濃度可達(dá)(37.41±9.40)、(6.27±1.28)、(4.99±0.95)和(18.67±1.46)mg/L。另外，盤片優(yōu)化升級(jí)的新式生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)，如采用空間立體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)盤盤片的“3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)”[30]、盤片添加碳黑素防止老化的“KEE一體化低碳生物轉(zhuǎn)盤”[31]等改良型一體化生物轉(zhuǎn)盤主體工藝也同樣值得關(guān)注[10]。

2.2.3一體化生物濾池工藝

曝氣生物濾池(BAF)是一種污水固定床生物膜處理技術(shù)[32]，該工藝將生物氧化和SS截留結(jié)合在一起，空氣經(jīng)壓縮曝氣供給掛膜的顆粒狀懸浮填料，通過反沖洗再生實(shí)現(xiàn)周期運(yùn)行[33]。BAF工藝具有占地面積小、有機(jī)負(fù)荷高、不產(chǎn)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)[34-35]，但在進(jìn)水SS濃度較大時(shí)，該工藝運(yùn)行周期縮短，導(dǎo)致反沖洗不完全，易出現(xiàn)堵塞、同步生物除磷效果差等問題。

生物濾池的濾速?zèng)Q定BAF的處理能力，同時(shí)也決定設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和造價(jià)。王銘源等[36]考察濾速對(duì)一體化復(fù)合三級(jí)生物濾池污水處理效果的影響，結(jié)果表明，一體化復(fù)合生物濾池對(duì)COD、NH3-N、TN的去除效果整體隨濾速增大而減小，其中TN對(duì)濾速變化最敏感。吳亞慧等[37]考察了一體化生物濾池中硝化液回流比對(duì)污染物的去除效果，發(fā)現(xiàn)增大回流比時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD、NH3-N和TN的去除率先增大后降低；回流體積比控制在100%時(shí)，一體化生物濾池對(duì)COD、NH3-N去除率較高，分別達(dá)到86.08%、90.01%。

2.3 一體化MBR工藝

一體化MBR工藝是指膜分離與生物膜處理有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)[38]，其通過膜分離的原理提高活性污泥的濃度，從而強(qiáng)化生物反應(yīng)器的功能并省去二沉池，保證在發(fā)生污泥膨脹時(shí)也可穩(wěn)定運(yùn)行。但該工藝易產(chǎn)生膜污染，出現(xiàn)膜通量下降、膜分離阻力增加、膜分離特性改變等問題；另外膜組件及施工成本投入較高，且運(yùn)行維護(hù)困難，適用于對(duì)污水處理質(zhì)量要求較高同時(shí)對(duì)水體環(huán)境比較敏感的農(nóng)村污水處理項(xiàng)目[39]。根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的不同組合方式，可將MBR分為分置式、一體式及復(fù)合式，其中分置式MBR較常見[40]。

為減少膜污染、提升膜壽命，王陽等[41]發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)膜生物氣升式循環(huán)反應(yīng)器，其中膜過濾裝置包括旋轉(zhuǎn)接頭和曝氣管，膜組件可通過旋轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，該發(fā)明降低了設(shè)備能耗，減少了維護(hù)成本。為驗(yàn)證工藝在北方寒冷地區(qū)的適用性，晁雷等[42]在遼寧省某村生活污水處理中采用兼氧MBR分散式污水處理與回用一體化工藝(圖2)，工程試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，采用地下埋置保溫方式，在溫度低的北方冬季該工藝能正常運(yùn)行，兼性厭氧菌可適應(yīng)含氧量變化，適用于進(jìn)水量波動(dòng)大的農(nóng)村地區(qū)的生活污水處理，出水能穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2002一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 兼氧MBR一體化工藝Fig.2 Facultative MBR integrated equipment

2.4 一體化組合工藝

污水處理工藝往往非由單一處理工藝組成，而多采用組合工藝或多級(jí)工藝，以提高污水處理能力，使生活污水達(dá)標(biāo)排放。如在我國(guó)南方大部分地區(qū)，分散式生活污水常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的一體化處理工藝與氧化塘、人工濕地聯(lián)用，利用自然中的微生物和植物的凈化作用，使污水高效達(dá)標(biāo)并降低成本。如付麗霞等[43]設(shè)計(jì)了水解酸化-接觸氧化-MBR生物反應(yīng)器，MBR膜采用中空纖維膜，系統(tǒng)運(yùn)行90 d，出水COD為35 mg/L，NH3-N為3.7 mg/L，TP為0.3 mg/L，去除率較高且設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠；陳永志等[44]考察了AAO-曝氣生物濾池生化系統(tǒng)的脫氮除磷特性，以低C/N生活污水為研究對(duì)象，通過縮短AAO的泥齡分離硝化過程，在曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)硝化菌和聚磷菌的分離，解決了硝化菌和聚磷菌泥齡之間的矛盾。馬來西亞某填海人工島的污水處理廠采用固定化好氧生物膜(BioAX)與嵌入式固定化硝化菌(MBS)載體(圖3)流化床反應(yīng)器組合的新工藝[45]，BioAX為改進(jìn)型生物膜、活性污泥混合工藝(IFAS)[46]，MBS是指用一種包埋固定化菌載體填料取代常規(guī)塑料多孔圓形填料[47]，該新型污水處理工藝具有較高的處理效率且節(jié)省占地空間，在節(jié)能減排、污泥減量和維護(hù)管理上具有明顯優(yōu)勢(shì)，出水可達(dá)到GB 18918—2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 MBR池和生物膜載體[45]Fig.3 MBR tank and membrane biocarrier

3 農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

農(nóng)村分散式生活污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是在保證出水水質(zhì)的前提下，最大限度地縮短和簡(jiǎn)化工藝流程[48]。在全國(guó)各地農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷出臺(tái)、要求不斷提高的背景下，農(nóng)村生活污水處理技術(shù)宜采取分散處理與集中收集相結(jié)合的模式，不同農(nóng)村地區(qū)采用的處理技術(shù)應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境適應(yīng)性。

3.1 農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)發(fā)展要求

目前一些農(nóng)村地區(qū)采用的污水處理技術(shù)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行成本高、運(yùn)營(yíng)能力不足，尚存在不能達(dá)標(biāo)排放或與農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不適應(yīng)的現(xiàn)象，因此建議農(nóng)村生活污水一體化技術(shù)的發(fā)展?jié)M足以下要求：1)創(chuàng)新不同規(guī)模型號(hào)與模塊化的一體化污水處理設(shè)備。分戶處理需考慮設(shè)施的需求處理量，以合理確定設(shè)計(jì)處理規(guī)模；集中污水處理站處理則需考慮管網(wǎng)鋪設(shè)難度，根據(jù)不同處理需求，可采用模塊化的處理設(shè)備。2)依據(jù)地理地貌及氣候差異、受納水體的環(huán)境污染負(fù)荷，因地制宜地選擇和優(yōu)化處理技術(shù)。如在北方地區(qū)，應(yīng)選擇適合冬季寒冷氣候的污水處理技術(shù)，采取地埋式方法以及保溫措施，考慮生物生長(zhǎng)、生活條件與活性對(duì)處理效率和出水水質(zhì)的影響。在南方地區(qū)，可考慮使用組合技術(shù)如一體化設(shè)備與人工濕地或氧化塘聯(lián)用，以提高工藝適配度。3)使用智能化污水處理操作系統(tǒng)，以可編程控制器(PLC)為控制核心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制[49]。農(nóng)村生活污水一體化處理缺少專業(yè)人員的維護(hù)和管理，可使用互聯(lián)網(wǎng)與在線設(shè)備聯(lián)用，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、無人值守、精準(zhǔn)加藥和曝氣、問題診斷功能等，確保水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。4)降低制作、安裝、運(yùn)行和維護(hù)成本。針對(duì)地方出臺(tái)的排放標(biāo)準(zhǔn)，選擇經(jīng)濟(jì)適用的污水處理技術(shù)，在水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，降低工藝復(fù)雜度，減少管路和閥門，降低設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)的成本，使一體化處理技術(shù)在經(jīng)濟(jì)落后的農(nóng)村地區(qū)也能適用。

3.2 農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

以處理量為5 t/d的小型污水處理一體化設(shè)備為基礎(chǔ)指標(biāo)，綜合小型農(nóng)村生活污水的排放特點(diǎn)，以9～10戶三口之家每日的污水排放量為例，規(guī)定生活污水日平均排污量COD為100～400 mg/L，NH3-N為20～80 mg/L，TP為1.5～6 mg/L，對(duì)比幾種一體化技術(shù)的污染物去除性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，結(jié)果如表1所示。由表1可知，一體化AAO工藝、一體化SBR工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備建成和運(yùn)行費(fèi)用少，適合對(duì)出水要求不高的大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)；一體化生物接觸氧化工藝、一體化生物轉(zhuǎn)盤工藝、一體化生物濾池工藝3種生物膜工藝設(shè)備規(guī)模小、耐沖擊的能力強(qiáng)，可在水質(zhì)、水量、氣候環(huán)境變化大，不穩(wěn)定的農(nóng)村地區(qū)使用；一體化MBR工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定、污染物去除率高，但工藝設(shè)備復(fù)雜、成本高，對(duì)運(yùn)行維護(hù)有較高的要求，建議在我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)條件較好的農(nóng)村地區(qū)使用。各地區(qū)可以此為參考，根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)境特征選擇最適宜的處理技術(shù)加以應(yīng)用和推廣。

表1 生活污水一體化處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比Table 1 Techno-economic comparison of domestic sewage integrated treatment

4 結(jié)語

結(jié)合我國(guó)農(nóng)村分散式污水排放現(xiàn)狀，建議采用小型一體化裝置處理與集中收集處理相結(jié)合的技術(shù)模式。其中，一體化生物接觸氧化工藝、改進(jìn)型生物膜與活性污泥混合工藝及在AAO工藝段后端增加缺氧沉淀段工藝等可較好地滿足我國(guó)大多數(shù)農(nóng)村污水處理排放要求，具有適用性廣、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，與我國(guó)農(nóng)村地區(qū)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件相適應(yīng)，是我國(guó)農(nóng)村生活污水一體化處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。