地埋式一體化設(shè)備在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用

梁玲燕

目前, 國(guó)家正大力實(shí)施“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”, 各地方政府也積極響應(yīng), 全面推進(jìn)美麗生態(tài)鄉(xiāng)村的建設(shè), 而農(nóng)村生活污水的治理正成為建設(shè)美麗生態(tài)鄉(xiāng)村的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 農(nóng)村生活污水治理的難點(diǎn)主要有以下3 點(diǎn): (1)農(nóng)村污水排放分散, 集中處理難度大; (2)污水排放時(shí)空分布變化大, 用水高峰時(shí)段集中,夜間外排污水少, 用水時(shí)段和季節(jié)性強(qiáng)[1-2]; (3)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后, 缺乏適合農(nóng)村地區(qū)、 建設(shè)運(yùn)行成本較低、 維護(hù)簡(jiǎn)便的設(shè)施設(shè)備[3]。 縱觀(guān)我國(guó)農(nóng)村污水現(xiàn)階段面臨的問(wèn)題, 農(nóng)村污水治理亟需一種投資、 運(yùn)行成本低, 處理效果好可分散布置的一體化的污水處理設(shè)備[4-5]。

針對(duì)上述需求, 開(kāi)發(fā)了地埋式一體化污水設(shè)備, 該設(shè)備運(yùn)行效果好、 占地面積小、 運(yùn)行費(fèi)用低、 剩余污泥少、 操作簡(jiǎn)單、 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守且采用模塊化組合, 安裝方便。 通過(guò)介紹其設(shè)計(jì)參數(shù)、 特點(diǎn), 對(duì)廣東某農(nóng)村污水處理的效果、 占地面積、 運(yùn)行費(fèi)用等情況, 以期為我國(guó)農(nóng)村污水治理提供一種新方案。

1 工藝流程及特點(diǎn)

污水處理采用地埋式一體化設(shè)備, 設(shè)計(jì)規(guī)模為100 m3/d,24 h 運(yùn)行。 通過(guò)采用活性污泥法與MBBR 懸浮填料聯(lián)合, 將厭氧、 缺氧、 好氧、 沉淀及消毒優(yōu)化整合于一體, 同時(shí)因?yàn)椴捎昧薓BBR 懸浮填料, 剩余污泥量極少, 信息化運(yùn)行管理, 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。 目前, 各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo), 出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)[6]。 污水處理工藝流程見(jiàn)圖1, 現(xiàn)場(chǎng)安裝見(jiàn)圖2。

表2 主要設(shè)備Table 2 Major equipment

圖1 污水處理工藝流程Fig.1 Flow chart of sewage treatment process

圖2 現(xiàn)場(chǎng)安裝Fig.2 Equipment on-site installation

本污水處理設(shè)備采用模塊化自動(dòng)控制系統(tǒng), 由總控室通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控管理。 污水經(jīng)人工粗格柵攔去除較大的漂浮物和雜物后, 流入調(diào)節(jié)池, 去除密度較大的無(wú)機(jī)顆粒物, 然后采用泵提升至振動(dòng)細(xì)格柵, 進(jìn)一步攔截較小的雜物后, 流入地埋式一體化污水處理設(shè)備。 調(diào)節(jié)池內(nèi)的泥砂及污泥池每?jī)芍寥齻€(gè)月運(yùn)至市區(qū)污水處理廠(chǎng)進(jìn)行脫水處理。 掉入振動(dòng)細(xì)格柵垃圾框內(nèi)的柵渣, 通過(guò)設(shè)置在底部的重量感應(yīng)器進(jìn)行感應(yīng), 當(dāng)重量超過(guò)規(guī)定值時(shí), 通過(guò)電信號(hào)發(fā)送至總控室或項(xiàng)目部, 通知管理人員, 進(jìn)行清理。

污水流入地埋式一體化裝置后, 首先經(jīng)過(guò)厭氧區(qū), 因設(shè)有懸浮填料, 其生長(zhǎng)著一定量的反硝化菌、 厭氧氨氧化菌、 聚磷菌, 在降解有機(jī)物同時(shí)可完成氨化、 釋磷及厭氧氨氧化脫氮過(guò)程; 然后進(jìn)入缺氧區(qū), 懸浮填料為反硝化菌提供了良好的載體, 存在的反硝化菌將好氧區(qū)回流的混合液中的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原為N2; 污水流入好氧區(qū)后, 安置在好氧區(qū)的懸浮填料在曝氣裝置噴出的空氣攪動(dòng)下翻滾混合, 附著于填料上的微生物完成硝化、 分解有機(jī)物及吸收大量的磷, 經(jīng)過(guò)上述步驟, 完成了生物降解有機(jī)物、 脫氮、 除磷工序, 出水經(jīng)過(guò)沉淀區(qū)流入消毒區(qū), 經(jīng)紫外線(xiàn)消毒后達(dá)標(biāo)排放。

2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 粗格柵

采用粗格柵除去水中大的雜質(zhì)及漂浮物, 保證污水提升泵的正常工作, 粗格柵柵寬400 mm, 渠深2 m, 柵條間隙20 mm,柵條寬度為10 mm, 柵前水深1.0 m, 安裝角度為90°。

2.2 調(diào)節(jié)池

人工粗格柵與調(diào)節(jié)池合建。 經(jīng)粗格柵后的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池, 達(dá)到儲(chǔ)存污水, 調(diào)節(jié)水質(zhì)、 水量的目的。 調(diào)節(jié)池尺寸為L(zhǎng)×B×H=7.0 m×2.2 m×2.8 m, 停留時(shí)間為8 h, 有效水深H=2.5 m,有效容積為33.4 m3。 污水提升泵qv=10 m3·h-1, P=0.75 kW。

2.3 振動(dòng)細(xì)格柵

通過(guò)轉(zhuǎn)筒振動(dòng)細(xì)格柵截除污水中較小懸浮物及漂浮物, 保證后續(xù)生化處理穩(wěn)定、 正常運(yùn)行, 柵條間距為5 mm, 功率P=0.15 kW, 尺寸為L(zhǎng)×B×H=0.7 m×0.7 m×0.7 m。

2.4 地埋式一體化污水處理裝置

地埋式一體化污水處理裝置主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1, 主要設(shè)備表見(jiàn)表2。

表1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)Table 1 Main design parameters

2.5 污泥池

該污水設(shè)備生化階段產(chǎn)生的剩余污泥量很少, 污泥主要來(lái)源于污水中的泥砂沉降, 產(chǎn)量小, 無(wú)需專(zhuān)門(mén)的污泥處理設(shè)備,只需每半個(gè)或一個(gè)月清理一次, 將其運(yùn)至市區(qū)的污水處理廠(chǎng)脫水處理。 污泥池有效容積為8 m3。

3 運(yùn)行情況

3.1 總體運(yùn)行情況

該污水處理站經(jīng)調(diào)試后, 現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行1 年, 進(jìn)出水水質(zhì)變化見(jiàn)表3。

表3 進(jìn)出水質(zhì)變化Table 3 Change of influent and effluent water quality

由表3 可知, 該設(shè)備對(duì)CODCr、 BOD5、 SS、TP、TN、 的平均去除率分別為77%、 90%、 90%、 83%、 86%、68%, 出水水質(zhì)均能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn)[6], 表明該地埋式一體化污水處理設(shè)備可以應(yīng)用于農(nóng)村污水水質(zhì)的處理, 并可獲得穩(wěn)定、良好的運(yùn)行效果。

3.2 效果分析

該地埋式一體化設(shè)備之所以能使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放, 主要原因在于在采用了活性污泥法與MBBR 懸浮填料復(fù)合工藝。 既具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性, 又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊復(fù)合、 污泥齡長(zhǎng)、 剩余污泥少的特點(diǎn)。 水質(zhì)是否達(dá)標(biāo),主要難點(diǎn)在脫氮除磷單元, 該設(shè)備主要通過(guò)以下三方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (1)脫氮采用生物脫氮方法, 在好氧區(qū)和缺氧區(qū)設(shè)置氣提回流裝置, 將好氧區(qū)中的硝態(tài)氮混合液回流至缺氧區(qū), 經(jīng)反硝化菌還原為氮?dú)? 除磷采用生物除磷與化學(xué)除磷聯(lián)合的方法,在生物脫磷不能達(dá)到一級(jí)B 的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí), 再輔以化學(xué)除磷手段使其達(dá)標(biāo)。 (2)在厭氧、 缺氧、 好氧區(qū)均設(shè)有MBBR 懸浮填料, 可為微生物的生長(zhǎng)提供良好的棲息地, 實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間與污泥停留時(shí)間的分離。 (3)在厭氧、 缺氧及好氧區(qū)中, 針對(duì)性的投放了我公司特有的高效去COD 菌、 硝化菌、 反硝化菌、聚磷菌, 在每個(gè)生化區(qū)通過(guò)控制各區(qū)域的參數(shù), 使得所需微生物在最佳的生長(zhǎng)條件生長(zhǎng), 從而使三個(gè)生化區(qū)均保持較高的專(zhuān)性生物量, 從而增強(qiáng)了去COD、 脫氮除磷效果。

4 占地面積與運(yùn)行費(fèi)用

將生化、 沉淀、 消毒優(yōu)化整合設(shè)置于一體化設(shè)備中, 節(jié)省了占地面積, 項(xiàng)目總占地面積為30 m2。 運(yùn)行費(fèi)用主要由人工費(fèi)、 電費(fèi)、 柵渣及污泥處置分?jǐn)傎M(fèi)、 藥劑費(fèi)、 維修費(fèi)組成, 由于采用現(xiàn)代化手段, 對(duì)農(nóng)村污水處理設(shè)施實(shí)施聯(lián)網(wǎng)管理, 實(shí)現(xiàn)設(shè)施無(wú)人值守, 只需定期安排人員清理, 因此可多個(gè)污水處理站分?jǐn)側(cè)藛T費(fèi), 分?jǐn)傊猎撐鬯幚碚久繃嵥娜藛T費(fèi)為0.485 元,電費(fèi)、 柵渣及污泥處置分?jǐn)傎M(fèi)、 藥劑費(fèi)、 維修費(fèi)折合成每噸水費(fèi)用分別為0.984 元、 0.049 元、 0.15 元、 0.21 元, 每噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.878 元。

5 結(jié) 論

本項(xiàng)目污水出水水質(zhì)達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn), 對(duì)CODCr、 BOD5、SS、TP、 TN、 的平均去除率分別為77%、 90%、90%、 83%、 86%、 68%。 處理規(guī)模為100 m3/d 的項(xiàng)目, 占地面積為30 m2, 每噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.878 元。 采用地埋式一體化設(shè)備處理農(nóng)村污水, 在穩(wěn)定良好運(yùn)行的同時(shí), 具有占地面積少、 運(yùn)行成本低, 安裝操作方便, 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的優(yōu)點(diǎn), 可為當(dāng)前廣大農(nóng)村地區(qū)美麗生態(tài)鄉(xiāng)村的建設(shè), 改善人居環(huán)境提供技術(shù)借鑒。