農(nóng)村污水處理改造工藝及案例應(yīng)用分析

沈玉玨

（珠海華創(chuàng)城市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 珠海 519000）

1 我國農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

目前，結(jié)合農(nóng)村污水特點(diǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，相關(guān)學(xué)者和行業(yè)科技工作者通過結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行大量研究，并開發(fā)出很多技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、運(yùn)行成本費(fèi)用低和管理維護(hù)簡單的農(nóng)村污水處理工藝。主要有一體化污水處理系統(tǒng)（接觸氧化反應(yīng)器、氣升回流一體化裝置、凈化槽處理系統(tǒng)）、土壤滲濾處理技術(shù)（土壤慢速滲濾系統(tǒng)、土壤快速滲濾系統(tǒng)、土壤地下滲濾系統(tǒng)）、人工濕地處理技術(shù)、穩(wěn)定塘處理技術(shù)及蚯蚓生物濾池技術(shù)、膜生物反應(yīng)器等，目前這些工藝已成功應(yīng)用于我國農(nóng)村和城市污水處理工程中。

2 農(nóng)村生活污水提標(biāo)改造工藝選擇對比

目前，我國農(nóng)村污水處理工藝和技術(shù)得到一定發(fā)展，主要分為一體化處理系統(tǒng)和分步處理系統(tǒng)。

2.1 一體化處理系統(tǒng)

一體化處理系統(tǒng)是集生化處理、二沉、消毒、設(shè)備間于一體的中小型污水處理技術(shù)裝置，其通過進(jìn)行多個處理單元的集合，實(shí)現(xiàn)對污水的預(yù)處理、二級處理和深度處理。目前，國內(nèi)外研究的一體化處理系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，主要有接觸氧化反應(yīng)器、氣升回流一體化裝置和凈化槽處理系統(tǒng)等。例如，干鋼等將改造的膜式凈化槽系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)村污水處理中，實(shí)現(xiàn)對化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷和固體懸浮物的有效去除，去除率滿足（GB 18918—2002）規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求［1］。

2.2 土壤滲濾處理技術(shù)

目前，土壤滲濾處理技術(shù)主要有快速滲濾系統(tǒng)、慢速滲濾系統(tǒng)和地下滲濾系統(tǒng)。土壤滲濾處理技術(shù)主要是借助土壤的吸附作用、植物的吸收作用和微生物的降解作用，形成土壤—植物—微生物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污水凈化。目前，相關(guān)研究通過增大水力負(fù)荷和進(jìn)行排水設(shè)施優(yōu)化，使慢速滲濾土壤處理系統(tǒng)出水指標(biāo)濃度（除總氮外）滿足（GB 3838—2002）III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 人工濕地處理工藝技術(shù)

人工濕地處理系統(tǒng)是一種使人工介質(zhì)、植物、微生物三者之間協(xié)同作業(yè)的技術(shù)，其中濕地基質(zhì)、植物和微生物能夠?qū)ξ鬯械奈廴疚锲鸬饺コ淖饔茫珜Φ娜コ瘦^低，在35%～50%，主要是因?yàn)槿斯竦厝狈ι锾荚春腿芙庋酢Ｒ虼?，可以通過將人工濕地與藻塘結(jié)合，實(shí)現(xiàn)溶解氧的增加，提高對氮的去除率［2］。另外，在人工濕地處理技術(shù)中，植物的作用很重要。相關(guān)研究表明，有植物的濕地系統(tǒng)比無植物的人工濕地系統(tǒng)在總氮、總磷、生化需氧量的去除率上明顯高很多。在植物的選擇上可以選擇多種植物組合來實(shí)現(xiàn)污水處理。

2.4 穩(wěn)定塘處理工藝技術(shù)

穩(wěn)定塘主要是借助微生物降解、沉降、轉(zhuǎn)化和截濾實(shí)現(xiàn)對污染物的去除。穩(wěn)定塘處理工藝在去除氨氮時容易受到pH值和環(huán)境溫度的影響。例如，冬季低溫時，氨氮揮發(fā)會受到一定抑制。目前，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)研究制作出一種高效藻類塘，不僅在化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷去除率上高于傳統(tǒng)穩(wěn)定塘，在占地面積、運(yùn)行成本和運(yùn)行效率上也具有優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。

2.5 蚯蚓生物濾池

蚯蚓生物濾池是一種處理農(nóng)村生活污水的新工藝，其原理是利用蚯蚓和微生物的協(xié)同共生作用，加強(qiáng)對有機(jī)物的分解，從而實(shí)現(xiàn)對污水、污泥的處理和轉(zhuǎn)化，有效避免傳統(tǒng)生物濾池容易出現(xiàn)污泥、易堵塞的弊端。相關(guān)實(shí)踐表明，蚯蚓生物濾池工藝對生化需氧量、總懸浮固體的去除率在80%以上［3］。

2.6 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器是一種新形態(tài)廢水處理系統(tǒng)，其用膜組件替代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的沉淀池，是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。膜分離技術(shù)能對污水中的大分子難降解有機(jī)物和活性污泥進(jìn)行有效截留。相關(guān)學(xué)者利用生物帶載體復(fù)合膜生物反應(yīng)器和懸浮載體復(fù)合膜生物反應(yīng)器進(jìn)行試驗(yàn)對比，分析兩種工藝在污水處理上的效果，結(jié)果表明生物帶復(fù)合膜生物反應(yīng)器總氮、化學(xué)需氧量去除效率更高，約為95%［4］。下面將各工藝特點(diǎn)和選擇對比歸納如表1。

表1 生活污水處理工藝特點(diǎn)與對比

3 農(nóng)村污水處理工程實(shí)例

廣東省農(nóng)村分布廣泛，大多農(nóng)村地區(qū)早期污水處理建設(shè)以人工濕地工藝為主，部分地區(qū)使用氧化塘或者相關(guān)組合工藝，但整體污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)較低。目前，廣東省啟動PPP模式，以推進(jìn)村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)、實(shí)現(xiàn)對廣東省農(nóng)村污水治理工藝的優(yōu)化。例如，廣東省采用了“人工生化強(qiáng)化+自然處理組合”“人工濕地+生物濾池組合”“厭氧+人工濕地組合”等污水處理工藝。下面具體以廣東省某村污水處理工藝為例進(jìn)行分析。

廣東某村人口規(guī)模小、布局分散且地形復(fù)雜，導(dǎo)致污水收集相對困難。經(jīng)過綜合考慮，最終確定采用“厭氧+人工濕地（水平潛流+垂直流）+微動力”的污水處理工藝進(jìn)行改造。這種工藝不僅能夠滿足該村的污水處理要求，而且投資成本低、運(yùn)行維護(hù)管理方便。具體改造流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程圖

結(jié)合處理工藝分析技術(shù)措施，該改造工程在工藝技術(shù)措施優(yōu)化上主要體現(xiàn)在以下4個方面。第一，在前段技術(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)上設(shè)置格柵池，去除大顆粒固體和大尺寸漂浮物，并調(diào)整進(jìn)入調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量均勻。第二，污水經(jīng)過沉砂池進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧發(fā)酵，增加污水的可生化性。第三，針對污水進(jìn)水量大、難降解有機(jī)物多、B/C比低和出水COD偏高等現(xiàn)狀，在人工濕地優(yōu)化上，采用“水平潛流+垂直流”兩級人工濕地形式，通過濕地植物、濕地基質(zhì)以及濕地布?xì)夤艿墓餐饔脤?shí)現(xiàn)對有機(jī)物的有效去除。第四，在生化段工藝技術(shù)應(yīng)用上，通過在現(xiàn)場投加固體氯片，實(shí)現(xiàn)接觸溶解消毒目的［5］。

4 結(jié)語

本文主要從國內(nèi)農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合農(nóng)村的具體特點(diǎn)，提出適宜農(nóng)村的污水處理工藝和方法，為農(nóng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)助力。