農村污水人工快滲一體化處理技術

　　隨著新農村建設步伐加快和國家相關政策傾斜，部分地區(qū)已經開始建設示范工程和規(guī)模化運行的農村污水處理設施，但受資金、技術、人才等因素限制，具有運行成本低、抗沖擊負荷能力強、運行管理方便等優(yōu)勢的農村污水處理工藝設備才符合我國的國情和發(fā)展趨勢。本文以湖北十堰地區(qū)農村污水處理工程為例，分析了以人工快滲技術為核心的一體化設備在實際應用中的運行效果和工藝優(yōu)勢，對于我國農村污水處理具有重要的現(xiàn)實意義。

　　1、農村污水的排放特點

　　農村污水是農村居民在生活和生產過程中所產生的污水。農村生活污水包括廚房污水、沐浴、洗滌污水和沖廁污水等;農村生產污水包括畜禽養(yǎng)殖廢水、農產品加工廢水等。與城市和城鎮(zhèn)污水相比，農村污水主要具有如下排放特點：

　　1)排放分散，污水量小。

　　農村地區(qū)居住密度較低，污水排放較為分散，且受用水習慣和用水量的影響，污水排放量一般較小。

　　2)污水間歇排放，水質水量變化大。

　　受農村居民生活規(guī)律的影響，農村污水的排放一般在早上、中午、晚上有一個高峰時段集中排放，夜間排水量較小甚至沒有排放，污水水質水量也因地區(qū)經濟文化等的差異而有所不同。

　　3)遠離排污管網，污水收集困難。

　　農村居住缺乏規(guī)劃，居住分散，地勢及房屋地基高低不平，污水收集較為困難。

　　4)污染物濃度偏低，可生化性好。

　　農村地區(qū)污水污染物濃度普遍偏低，且以有機污染物為主，基本不含重金屬和有毒有害物質，可生化性好。

　　一體化污水處理設備的處理效率較高，占地面積較小，通過信息化技術可實現(xiàn)自動化運行管理，使其與傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)相比，更加適合于農村地區(qū)污水的處理。目前在一些農村地區(qū)已建有以A/O、MBR、SBR、生物接觸氧化等為主體工藝的一體化污水處理設備，取得了較好的處理效果，但在投資運行成本、抗沖擊負荷、運行管理等方面仍然存在一定的問題。人工快滲工藝以其投資運行費用低、處理效果好、抗沖擊負荷能力強、運行管理方便等優(yōu)勢，在農村地區(qū)污水處理中得到了較好的應用。根據(jù)農村污水的排放特點及處理現(xiàn)狀，結合人工快滲處理技術的工藝優(yōu)勢，在湖北十堰市鄖陽區(qū)農村環(huán)境綜合整治中采用了以人工快滲技術為核心的一體化設備，取得了較好的效果，為農村地區(qū)污水處理提供了一種可行的工藝設備。

　　2、工程實例

　　2.1 工程簡介

　　該工程位于湖北省十堰市鄖陽區(qū)臥龍崗村。龍崗村是鄖縣國家級生態(tài)移民示范區(qū)的核心區(qū)，占地面積3km，4個社區(qū)網格，居民住戶262戶，總人口1300余人。經現(xiàn)場調研，集中污水處理規(guī)模為10m/d，污水來源主要為村民Et常生活污水以及廚房、廁所等排放的污水，可生化性較好，污水通過污水管道收集后進人人工快滲一體化設備進行處理。其進水及主要控制水質指標如表1所示。

　　2.2 主體工藝及流程

　　該工程采用以人工快滲技術為核心的一體化設備對污水進行處理，其工藝流程如圖1所示。各戶污水經過化糞池簡單處理后由收集管道輸送至污水處理站，污水先經過提籃格柵去除較大的漂浮物及雜物，然后進入調節(jié)池進行水質水量均衡調節(jié)。調節(jié)池中污水經潛污泵提升進入人工快滲一體化設備進行處理。在人工快滲一體化設備中污水經過高效前處理分離系統(tǒng)去除總磷和懸浮物后進入配水池，然后經提升通過旋轉布水管均勻布灑進入設備核心處理單元――人工快滲池(CRI)，污水自上而下流經CRI填料層，通過填料層及微生物共同的物理、化學、生物作用去除污水中的污染物，然后由位于快滲池底部的集水管收集外排。高效前處理分離系統(tǒng)中的污泥通過潛污泵定期抽入污泥干化池，干化后的污泥定期清理。該工程安裝了太陽能發(fā)電系統(tǒng)為污水處理設備運轉提供電能，可實現(xiàn)無需外部供電運行，工程現(xiàn)場如圖2a所示，人工快滲一體化設備結構如圖2b所示。

　　2.3 運行方式

　　該人工快滲一體化設備設計進水流量為1m3/h，調節(jié)池中污水提升泵采用液位控制，高效前處理分離系統(tǒng)與污水提升泵聯(lián)動，處理后的污水進入配水池中均衡水質水量。人工快滲池水力負荷為2.04m/(m?d)，采用干濕交替運行方式，布水次數(shù)4～5次/d。

　　3、結果分析

　　該工程于2016年2月建成運行，經過長時間運行監(jiān)測，處理出水可穩(wěn)定達到排放標準，具有較好的污染物去除效果。

　　3.1 對COD的去除效果

　　人工快滲一體化設備長時間運行對COD的去除效果如圖3所示。可以看出：在進水ρ(COD)波動較大(105～380mg/L)的情況下，系統(tǒng)對COD的平均去除率達到85%以上，處理出水ρ(COD)穩(wěn)定在50mg/L以下，出水ρ(COD)平均濃度為28.92mg/L，可滿足GB18918―2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A排放標準。在進水水質波動較大的情況下，系統(tǒng)仍可保持較為穩(wěn)定的處理效果，這說明人工快滲一體化設備具有較強的抗沖擊負荷能力。

　　3.2 對氨氮的去除效果

　　人工快滲一體化設備長時間運行對氨氮的去除效果如圖4所示?？梢钥闯觯合到y(tǒng)對氨氮有較好的去除效果。在進水ρ(氨氮)為12～37mg/L的情況下，氨氮平均去除率可達到90%以上，處理出水氨氮平均濃度為2.0mg/L，可滿足GB189l8―2002一級A排放標準。系統(tǒng)對污水中的COD和氨氮主要是通過人工快滲池中CRI填料表面生長的豐富微生物作用進行去除的。根據(jù)相關研究，CRI系統(tǒng)中各深度填料中的細菌數(shù)量均超過10個/mL，生物量大且豐富多樣的微生物群落體系為其提供了穩(wěn)定而高效的凈污能力。

　　3.3 對TP的去除效果

　　人工快滲一體化設備長時間運行對TP的去除效果如圖5所示?？梢钥闯觯寒斶M水ρ(TP)為1.5～5.5mg/L時，系統(tǒng)處理出水ρ(TP)基本穩(wěn)定在0.5mg/L左右，平均去除率可達到80%以上。系統(tǒng)對磷的去除途徑主要是通過高效前處理分離系統(tǒng)中的混凝沉淀以及人工快滲池中的CRI填料的吸附和共沉淀作用。污水在高效前處理分離系統(tǒng)中與除磷藥劑充分混合反應，后經過斜板沉淀使得大部分TP在高效前處理分離系統(tǒng)中得以去除。而人工快滲池的CRI填料中添加的特殊礦物填料可保證系統(tǒng)處理出水穩(wěn)定達到排放標準。

　　3.4 對SS的去除效果

　　人工快滲一體化設備長時間運行對ss的去除效果如圖6所示。可以看出：系統(tǒng)對于ss具有較好的去除效果。當進水ρ(SS)為90～380mg/L時，系統(tǒng)對ss的平均去除率可到95%以上，處理出水ρ(SS)低于10mg/L，可穩(wěn)定達到GB18918―2002一級A排放標準。系統(tǒng)對污水中ss主要通過高效的前處理分離系統(tǒng)的混凝沉淀作用以及人工快滲池中CRI填料的截留過濾作用進行去除。經過高效前處理分離系統(tǒng)的混凝沉淀處理可去除污水中大部分的懸浮物，有效避免對CRI填料的堵塞，保證人工快滲池的正常運行。

　　4、工藝優(yōu)勢分析

　　1)出水效果好，運行穩(wěn)定。

　　從實際工程長期運行情況來看，人工快滲一體化設備對COD、氨氮、TP、ss的平均去除率分別達到85%、90%、80%及95%以上，均具有較好的去除效果，處理出水可穩(wěn)定達到GB18918―2002一級A排放標準。

　　2)抗沖擊負荷能力強。

　　在進水水質水量波動較大的情況下，經過調節(jié)池和配水池兩次均衡水質水量以及人工快滲池所采用的干濕交替運行方式，使得系統(tǒng)具備較強的抗沖擊負荷能力，處理出水可穩(wěn)定達標。

　　3)運行能耗低，運行費用低。

　　在污水通過設備頂部的旋轉布水器均勻噴灑進入人工快滲池的過程中，污水與空氣充分接觸完成自然曝氣充氧，可節(jié)省大量能耗;同時，人工快滲一體化設備采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)進行供電，可進一步降低設備運行費用。

　　4)運行管理方便。

　　該設備的整體工藝流程較為簡單，可實現(xiàn)自動化運行，運行管理較為方便。同時，針對農村污水處理中管理水平低的問題，通過合同或契約形式，將農村污水分散處理設施的建設和運營管理服務整體打包，委托給專業(yè)服務公司負責污染處理設施的前期建設及后期運營管理維護，使得污水處理設施得以長期穩(wěn)定運行，同時也降低了運行管理的成本。

　　5、總結

　　1)人工快滲一體化設備用于農村生活污水處理中，對COD、氨氮、TP、ss的去除效果較好，在水質水量變化較大的情況下，處理出水仍可穩(wěn)定達到GB18918―2002一級A排放標準。

　　2)人工快滲一體化設備具有運行成本低、抗沖擊負荷能力強、運行管理方便等優(yōu)點，可有效地解決目前農村地區(qū)由于資金、技術、人才等因素限制造成的污水處理能力低和管理水平低的問題，是一種非常適合我國農村地區(qū)污水處理的工藝設備。(來源：深圳市深港產學研環(huán)保工程技術股份有限公司)