SBR技術(shù)處理農(nóng)村生活污水

　　隨著國家對(duì)新農(nóng)村發(fā)展的重視及新農(nóng)村建設(shè)扶持力度不斷加大，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，農(nóng)村水環(huán)境問題也受到越來越多的關(guān)注。由于我國大多數(shù)農(nóng)村還沒有建設(shè)完整的排水管道及相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)，污水隨意排放，甚至有些直接排入河道，造成水環(huán)境污染。農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的基本要求，目前我國在農(nóng)村污水治理方面還處于起步階段，亟待進(jìn)一步發(fā)展。

　　1、農(nóng)村生活污水主要來源及特點(diǎn)分析

　　1.1 農(nóng)村生活污水主要來源

　　我國大部分地區(qū)的農(nóng)村生活污水來源主要為以下幾個(gè)方面：農(nóng)村生活污水(主要包括廁所、盥洗和廚房排出的污水)、小規(guī)模養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污水以及垃圾堆放產(chǎn)生的滲濾液等。

　　1.2 農(nóng)村生活污水特點(diǎn)分析

　　①受生活習(xí)慣、氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及排水系統(tǒng)等因素影響，各地區(qū)農(nóng)村生活污水在水質(zhì)方面存在一定區(qū)域性差別。COD、BOD5、SS、總氮以及氨氮、總磷等各主要污染物濃度因區(qū)域不同有較大差別。據(jù)有關(guān)分析統(tǒng)計(jì)，COD、BOD5、總氮、氨氮、總磷等濃度最高值與最低值的比值在10～20倍左右，SS濃度最高值與最低值的比值甚至到上百倍。

　?、谵r(nóng)村人口居住較為分散，人口密度小，產(chǎn)生的可集中污水量較小，同時(shí)，水質(zhì)、水量波動(dòng)大，污水排放不連續(xù)，主要表現(xiàn)為農(nóng)村生活污水所生產(chǎn)的水量主要集中在早上5:00～8:00，中午12:00～14:00，晚上17:00～20:00，各季節(jié)存在略微差異。③近年來，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速，但配套的污水處理設(shè)施發(fā)展相對(duì)緩慢，許多農(nóng)村地區(qū)沒有配套污水處理設(shè)施或其他有效的污水處理手段，且由于缺少對(duì)農(nóng)村生活污水的有效控制和管理，農(nóng)村生活污水直接排入自然水體，造成水環(huán)境污染和破壞，影響了村民居住衛(wèi)生環(huán)境。

　　通過以上分析可知，農(nóng)村生活污水具有污水量少且分散，水質(zhì)、水量波動(dòng)性大等特點(diǎn)，有一定治理難度。此外，我國在農(nóng)村污水治理方面還處于起步階段，排水管網(wǎng)不健全，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施資金短缺且管理水平和人員技術(shù)水平較低，因此，所選農(nóng)村污水處理工藝應(yīng)考慮兼顧以下幾個(gè)方面：①所選工藝應(yīng)滿足抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理高效、能耗小且運(yùn)行管理方便，操作簡單等;②宜就近單獨(dú)處理達(dá)標(biāo)后排放;③在農(nóng)村污水處理工藝選擇過程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)村發(fā)展情況和農(nóng)村可利用的農(nóng)田，因地制宜，在污水處理工藝選擇上將污水處理與符合當(dāng)?shù)貤l件的再生利用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。

　　2、農(nóng)村分散式污水處理的研究進(jìn)展

　　污水處理領(lǐng)域處理農(nóng)村生活污水的工藝種類繁多，按處理原理劃分，可分為以下三大類：物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)和生物處理技術(shù)。

　　2.1 物化處理技術(shù)

　　物理處理技術(shù)是利用物理作用分離出污水中污染物的去除技術(shù)，其中，沉淀、氣浮、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶以及膜處理技術(shù)等都屬于物理處理技術(shù)。由于污水中除SS外，還有COD、氮、磷等污染物，物理處理技術(shù)一般可作為污水生物處理的預(yù)處理措施，提高處理效率，或用于污水深度處理的處理措施，進(jìn)一步去除水中SS以提高出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)農(nóng)村生活污水水質(zhì)情況來看，單獨(dú)物理技術(shù)很難使水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

　　2.2 化學(xué)處理技術(shù)

　　化學(xué)處理技術(shù)通過化學(xué)反應(yīng)作用來分離和回收利用污水處理懸浮、溶解或膠體狀態(tài)的各污染物質(zhì)?；瘜W(xué)處理的主要方法有混凝、電解、中和、萃取、吸附、離子交換以及電滲析等。在水處理行業(yè)，化學(xué)處理技術(shù)更多應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理以及廢水再生利用處理。

　　2.3 生物處理技術(shù)

　　生物處理技術(shù)主要通過微生物的新陳代謝作用分解轉(zhuǎn)換污水中的有機(jī)污染物(主要呈溶解和膠體狀態(tài))，使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。生物處理技術(shù)主要分為好氧生物處理(利用好氧微生物作用)和厭氧生物處理(利用厭氧微生物作用)兩大類。其中，好氧生物處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理和有機(jī)工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，而厭氧生物處理技術(shù)一般多用來處理污染物濃度較高的有機(jī)污水，同時(shí)也用于處理污水處理過程中產(chǎn)生的污泥。

　　由于污水中的污染物種類繁多，采用任何一種處理技術(shù)很難達(dá)到凈化污水的效果和排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，往往需要上述幾種方法組合才能處理不同性質(zhì)的污染物。在選擇農(nóng)村污水處理工藝時(shí)，要結(jié)合各地實(shí)際情況，因地制宜，通過綜合分析選擇適合當(dāng)?shù)氐奈鬯幚砉に嚒?/p>

　　3、SBR(序批式活性污泥法)工藝在生活污水處理中的應(yīng)用

　　3.1 SBR工藝概述

　　SBR工藝是傳統(tǒng)活性污泥法的變形工藝，反應(yīng)機(jī)理和對(duì)污染物的去除機(jī)制與傳統(tǒng)的活性污泥法基本一致，但操作工況不連續(xù)，污水間歇式地、周期性地進(jìn)入SBR反應(yīng)器中，按時(shí)間順序在各周期內(nèi)循環(huán)進(jìn)行不同的處理工序或功能狀態(tài)，因此，SBR序批式活性污泥法又稱為間歇式活性污泥法。SBR工藝在每個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)行工序包括以下5個(gè)階段：①進(jìn)水階段;②反應(yīng)階段;③沉淀階段;④排水階段;⑤閑置階段。

　　5個(gè)階段組合形成一個(gè)運(yùn)行周期，各個(gè)階段的運(yùn)行反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)的混合液體積變化情況以及各階段運(yùn)行狀態(tài)等，都可以根據(jù)污水實(shí)際的進(jìn)出水水質(zhì)情況以及工藝運(yùn)行功能要求等進(jìn)行調(diào)整，工藝操作靈活。采用時(shí)間分割操作代替空間分割操作，利用靜置沉淀代替動(dòng)態(tài)沉淀，在運(yùn)行上實(shí)現(xiàn)了有序和間歇操作結(jié)合。

　　3.2 SBR工藝特點(diǎn)及農(nóng)村污水處理合理性分析

　　3.2.1 工藝簡單、操作靈活。

　　基建和運(yùn)行費(fèi)用低，符合分散式小規(guī)模農(nóng)村污水處理的工藝要求。由于SBR主體工藝只設(shè)有一個(gè)間歇式反應(yīng)器，所有反應(yīng)均在反應(yīng)器中進(jìn)行，不需另外設(shè)沉淀池，也無需設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)筑物數(shù)量較傳統(tǒng)活性污泥處理工藝少、占地面積少、基建費(fèi)用低;SBR工藝的反應(yīng)沉淀均在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，活性污泥混合液在沉淀階段留在反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)入下一處理周期使用，不需要設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，節(jié)省回流運(yùn)行能耗及相應(yīng)運(yùn)行管理費(fèi)用。正如前面所說，農(nóng)村生活污水量少且分散，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施資金短缺，而SBR工藝因其較小的占地面積以及較低的基建運(yùn)行費(fèi)用在處理農(nóng)村污水方面有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。

　　3.2.2 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

　　對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和水量變化適應(yīng)性強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷高，符合農(nóng)村污水處理工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理高效的要求。因?yàn)镾BR工藝在進(jìn)水前，反應(yīng)池內(nèi)已有上一反應(yīng)周期內(nèi)沉淀階段留存的高濃度活性污泥混合液。若是在進(jìn)水過程中進(jìn)行曝氣(即非限制性曝氣)，反應(yīng)器中微生物濃度和基質(zhì)(有機(jī)污染物)隨著時(shí)間變化而變化，廢水中污染物去除情況則由反應(yīng)時(shí)間決定，因此，工藝對(duì)有毒物質(zhì)或高濃度有機(jī)污染物污水具有較高的耐沖擊負(fù)荷;若在進(jìn)水階段結(jié)束后再進(jìn)行曝氣(即限制性曝氣)，進(jìn)水與反應(yīng)器中上一周期剩余的部分處理水一起起到循環(huán)和稀釋作用。SBR工藝耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)對(duì)有效處理有一定波動(dòng)性水質(zhì)、水量的農(nóng)村生活污水，確保工藝穩(wěn)定運(yùn)行起到很好的保證作用。

　　3.2.3 靜止沉淀效果好，污染物去除效率高。

　　SBR的沉淀階段在近似于理想靜沉條件下進(jìn)行的，沒有進(jìn)出水流的干擾，避免了短流和異重流的出現(xiàn)，因此，在沉淀過程中，固液分離效果好，同時(shí)剩余污泥含水率低，濃縮污泥含固率可達(dá)到2.5%～3%，為后續(xù)污泥處置提供了良好的先決條件。

　　3.2.4 脫氮除磷效果好，不易出現(xiàn)污泥膨脹。

　　尤其針對(duì)限制曝氣的SBR工藝，在反應(yīng)階段從時(shí)間上呈理想的推流狀態(tài)，即污染物基質(zhì)的質(zhì)量濃度梯度大，并且缺氧、厭氧與好氧狀態(tài)交替進(jìn)行，能夠有效進(jìn)行脫氮除磷反應(yīng)，并且利于菌膠團(tuán)細(xì)菌的增殖，抑制專性好氧絲狀菌過量繁殖，所以說按非限制性曝氣方式運(yùn)行的SBR工藝是防止污泥膨脹的最好工藝。

　　3.3 SBR工藝的改進(jìn)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

　　截至目前，國內(nèi)外對(duì)SBR工藝特性、設(shè)計(jì)參數(shù)、污染物去除效果等各方面研究取得了大量研究成果，為SBR工藝的發(fā)展應(yīng)用提供了很好的理論和實(shí)踐依據(jù)，同時(shí)，在工程應(yīng)用實(shí)踐中，通過不斷改進(jìn)和發(fā)展，SBR工藝逐漸衍生出各種新的變型工藝，包括ICEAS、CASS、DAT-IAT等典型工藝。

　　3.3.1 ICEAS工藝。

　　ICEAS(IntermittentCyclicEx?tendedAeratlonSystem)工藝的全稱為間歇循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥工藝，是SBR變形工藝中最經(jīng)典的一種工藝形式，與傳統(tǒng)的SBR相比，最大的特點(diǎn)是在反應(yīng)器的進(jìn)水端增加了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，運(yùn)行方式從宏觀上表現(xiàn)為連續(xù)進(jìn)水(在反應(yīng)器的沉淀階段和排水階段繼續(xù)進(jìn)水)間歇排水。運(yùn)行上不用周期性控制進(jìn)水流入反應(yīng)器。因此，這種系統(tǒng)在處理市政污水和工業(yè)廢水方面比傳統(tǒng)的SBR系統(tǒng)管理更方便、更節(jié)省成本。

　　3.3.2 CASS工藝。

　　CASS(CyclicActiavatedSludgeSystem)工藝是一種循環(huán)式活性污泥工藝，該工藝是在ICEAS工藝的基礎(chǔ)上對(duì)預(yù)反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，與ICEAS工藝相比，預(yù)反應(yīng)區(qū)容積較小，起到生物選擇器的作用，是設(shè)計(jì)更加優(yōu)化合理的生物反應(yīng)器，同時(shí)，將主反應(yīng)區(qū)中部分活性污泥回流至選擇器中，可以有效脫氮除磷。CASS工藝適用于含有較多工業(yè)廢水的城市污水和具有脫氮除磷要求的污水處理。

　　3.3.3 DAT-IAT工藝。

　　DAT-IAT(DemandAerationTankintermittentTank)工藝是連續(xù)運(yùn)行(連續(xù)進(jìn)水間歇排水)的新型工藝，運(yùn)行工況介于傳統(tǒng)活性污泥法與典型的SBR工藝之間，既有傳統(tǒng)活性污泥法的連續(xù)性和高效性，又具有SBR的靈活性，適用于處理水質(zhì)水量大的情況。

　　該工藝主體構(gòu)筑物由需氧池(DAT)和間歇曝氣池(IAT)兩部分組成，從需氧池連續(xù)進(jìn)水并曝氣，出水在間歇曝氣池中可完成曝氣反應(yīng)、沉淀、排水以及排泥過程，進(jìn)水和沉淀排水分別在需氧池和間歇曝氣池中進(jìn)行，互不影響，在增強(qiáng)了系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性的同時(shí)又保證了工藝的穩(wěn)定性過程。

　　4、結(jié)語

　　SBR工藝在污水處理領(lǐng)域中具有較強(qiáng)的實(shí)用性和有效性，特別是在處理農(nóng)村分散式污水上有很好的發(fā)展前景，基建和運(yùn)行費(fèi)用低，工藝靈活、可操作性強(qiáng)，運(yùn)維管理簡單，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，發(fā)展起來的基于SBR工藝的一體化污水處理設(shè)備，因設(shè)計(jì)緊湊、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、泥水分離效果好和脫氮除磷功能等優(yōu)勢，在農(nóng)村小規(guī)模污水處理中得到廣泛應(yīng)用。但是，SBR工藝在水處理實(shí)踐中也存在一些問題，比如，自動(dòng)控制系統(tǒng)總參變量較多，對(duì)高精度儀器和量表要求高，但自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和液位、流量計(jì)量儀器儀表等控制件的不斷完善為SBR工藝的發(fā)展和應(yīng)用提供了廣闊的前景，也為解決農(nóng)村水污染問題以及建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)有著重要意義，可以預(yù)見SBR工藝的應(yīng)用前景有著廣闊的發(fā)展空間。(來源：陜西建工安裝集團(tuán)有限公司)