張玉山

農(nóng)村污水的特點

農(nóng)村污水不同于城市污水，農(nóng)村污水具有自己的一些特點，主要具有以下特點：

1.農(nóng)村的生活污水量比較小，日變化系數(shù)大，時變化系數(shù)也大[1]，農(nóng)村用水時間點集中，排放時間也集中，導(dǎo)致用水高峰水量大，其余時間水量很小，水量變化非常明顯。

2.一般農(nóng)村居民生活污水具有濃度較低，污染物成份較簡單[1]，部分地區(qū)的農(nóng)村污水還含有散養(yǎng)的禽畜廢水，則污染物濃度會高一些，水中不含有重金屬及有毒有害物質(zhì)，含一定量的比例的氮、磷，水質(zhì)波動較大，可生化性強。

3.大部分農(nóng)村現(xiàn)有的排水體制為雨污混流的合流制，主要通過室內(nèi)管道排入室外的排水明溝，具有雨天水量大，其他時間水量小等特點。

考慮到農(nóng)村污水的特殊性，其收集難度和處理難度均比城市污水處理高，其處理工藝的選擇也比城市污水處理困難。根據(jù)農(nóng)村污水的特點，其處理工藝必須能適應(yīng)其水質(zhì)水量變化，同時還要能適應(yīng)雨天雨污混流帶來的大水量，要兼有脫氮除磷的功能，而且處理成本要低，操作簡單。SBR處理工藝是一種較好的處理工藝。但是傳統(tǒng)SBR工藝，其脫氮除磷效果有限，自動化程度較低，操作復(fù)雜，對操作人員的素質(zhì)要求較高，限制了其在農(nóng)村污水中的應(yīng)用。由于目前對于污水的排水水質(zhì)要求越來越嚴格，特別是對氮磷的排放要求。傳統(tǒng)SBR的最新改進型工藝恒水位SBR工藝能滿足這方面的要求，恒水位SBR工藝是在傳統(tǒng)SBR的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，不僅繼承傳統(tǒng)SBR工藝的全部優(yōu)點，同時還將傳統(tǒng)SBR的一些缺點降低到最小。非常適合處理這種小型的農(nóng)村污水。

恒水位SBR工藝簡介

恒水位SBR池通過活動軟墻的往復(fù)運動調(diào)節(jié)反應(yīng)池三個區(qū)域的體積，保持池內(nèi)液面不變，在恒水位SBR池內(nèi)連續(xù)進水、連續(xù)出水，周期性的完成SBR工藝的充水、攪拌、曝氣，即缺氧、厭氧、好氧，三個基本控制功能塊的任意組合，以及隨后的沉淀、潷水過程?？梢愿鶕?jù)進水水質(zhì)情況，單個周期實現(xiàn)反應(yīng)池的多次進水，并按照脫氮除磷各過程對有機底物、DO的不同要求，最大程度上滿足微生物的需求。同時使用恒水位無動力水力控制閥進行排水，在整個運行過程中，生化池內(nèi)水面保持不變[2]。

圖1 恒水位SBR池

恒水位SBR池由三部分組成：①進水控制區(qū)；②混合、反應(yīng)、沉淀區(qū)；③出水平衡區(qū)。三個區(qū)域由兩個活動軟墻(E)分隔。

恒水位SBR具有以下特點：

1.與其它二級處理工藝相比，在同等情況下，恒水位SBR出水可直接達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002）一級A排放標準。

2.運行費用低，恒水位SBR工藝是恒水位運行，可減少變水位運行的水頭損失；潷水時不產(chǎn)生水頭損失；不需要污泥及混合液回流系統(tǒng)，從而減少能耗；同時恒水位時，通過溶解氧濃度控制，更加容易控制風機的工況，大大降低風機的運行時間。從而降低運行費用。[3]

3.工藝流程簡潔，投資低。

恒水位SBR工藝不需要配設(shè)初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備。因此，污水處理設(shè)施布置緊湊、投資低。

4.監(jiān)測環(huán)節(jié)減少

恒水位SBR工藝是恒水位操作，不需要進行水位及泥位的監(jiān)測，所需監(jiān)測環(huán)節(jié)減少。整個系統(tǒng)的成本也隨之降低；同時減少運行管理的工作。

5.運行靈活，模塊化設(shè)計，可實現(xiàn)不同的處理目標。同時可以按雨旱季的運行模式。

6.恒水位SBR反應(yīng)池可設(shè)計成多池模塊組合式，單池又可獨立運行。

7.恒水位SBR工藝中活動軟墻能夠自動與進水相適應(yīng)，能夠滿足變化系數(shù)的要求，能抗擊水量沖擊和有機物負荷沖擊。

特別是恒水位SBR工藝可通過自動調(diào)節(jié)運行周期來適應(yīng)進水水量；當進水濃度較高時，可通過延長曝氣時間的方法實現(xiàn)達標排放，達到抗沖擊負荷的目的。

8.當強調(diào)脫氮除磷功能時，恒水位SBR工藝可通過預(yù)設(shè)的運行程序，按照設(shè)定的進水時間及工作周期，并通過自控，控制反應(yīng)池的溶解氧水平，來提高脫氮除磷的效果。

9.利于深度處理

在相同的進水條件下，恒水位SBR工藝的出水效果大大優(yōu)于傳統(tǒng)SBR工藝。良好的出水效果保證了在進行污水深度處理時，可以進一步降低投資運行費用。

10.土建設(shè)計靈活，即可用土池，也可用混凝土池。

11.污泥穩(wěn)定，易于處理。

12.適應(yīng)寒冷地區(qū)運行條件。

13.低溫脫氮技術(shù)優(yōu)良。

恒水位SBR工藝在鼎美污水處理站的應(yīng)用

1.工程概況

鼎美村和后柯村位于在福建省廈門市海滄區(qū)東孚鎮(zhèn)，鼎美村現(xiàn)有戶籍常住人口約2800人，由于經(jīng)濟較好，工業(yè)多，外來寄住人口約2000～3000人，近遠期發(fā)展常住人口（包括戶籍常住人口、外來寄住人口）預(yù)測為6000人。后柯現(xiàn)有戶籍常住人口約1200人，外來寄住人口約500人，近遠期發(fā)展常住人口 （包括戶籍常住人口、外來寄住人口）預(yù)測為2000人。

目前村莊主要污水來源為生活污水。村內(nèi)目前沒有系統(tǒng)的雨污收集系統(tǒng)，村莊內(nèi)有條小溪，匯集后柯村和其他村莊的廢水后流入馬鑾灣海域，造成環(huán)境污染。

為配合“美麗廈門”建設(shè)，改善人民生活環(huán)境，廈門海滄土地開發(fā)有限公司已經(jīng)委托中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司對污水處理工程的管道工程部分完成管網(wǎng)的規(guī)劃及設(shè)計，根據(jù)管網(wǎng)規(guī)劃，收集生活污水大部分流向鼎美村東邊規(guī)劃的污水處理站，后柯村污水收集后，經(jīng)管網(wǎng)引入污水處理站。

鼎美污水處理站設(shè)計處理水量為1000m3/d，鼎美村和后柯村村排放廢水經(jīng)水渠排放進入馬鑾灣水域，根據(jù)污染物的來源及水質(zhì)特點，結(jié)合農(nóng)村實際經(jīng)濟條件、管理水平和污水處理工藝，參考GB18918-2002和GB8978-1996的有關(guān)規(guī)定，選擇常規(guī)污染物作為控制項目，指標滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級A排放標準。

根據(jù)鼎美村和后柯村經(jīng)濟較發(fā)達、地理和環(huán)境現(xiàn)狀及業(yè)主提供管網(wǎng)規(guī)劃圖紙污水處理站預(yù)留位置，地勢較平坦，土地使用面積較緊張，設(shè)計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝，以防止因污泥處理不善造成二次污染?？紤]農(nóng)村污水處理水量較小，管理水平不高等因素，本工程主要以去除CODcr為目標，同時兼顧脫氮除磷功能，設(shè)備運行采用全自動控制，盡量減少人工操作。本工藝采用恒水位SBR工藝作為處理工藝，能達到處理效率高，出水排放水質(zhì)好，達到一級排放水質(zhì)要求。

表1 污水處理站設(shè)計進、出水水質(zhì)表

2．工藝流程

圖2 恒水位SBR工藝流程

流程簡介：

●生活污水經(jīng)農(nóng)戶化糞池排入污水處理管網(wǎng)，進入污水處理站后，首先經(jīng)過格柵池，在此階段，生活污水中的大顆粒物及漂浮物被截留下來，減輕了后續(xù)生化處理設(shè)施的負荷，保證系統(tǒng)能高效穩(wěn)定的工作。

●恒水位SBR池通過活動軟墻的往復(fù)運動調(diào)節(jié)反應(yīng)池三個區(qū)域的體積，保持池內(nèi)液面不變，在恒水位SBR池內(nèi)連續(xù)進水、連續(xù)出水，周期性的完成SBR工藝的充水、攪拌、曝氣，即缺氧、厭氧、好氧，三個基本控制功能塊的任意組合，以及隨后的沉淀、潷水過程?？梢愿鶕?jù)進水水質(zhì)情況，單個周期實現(xiàn)反應(yīng)池的多次進水，并按照脫氮除磷各過程對有機底物、DO的不同要求，最大程度上滿足微生物的需求。同時使用恒水位無動力水力控制閥進行排水，在整個運行過程中，生化池內(nèi)水面保持不變；從而達到去除污染物的目的。同時增加化學(xué)輔助除磷設(shè)施。

●消毒采用商品次氯酸鈉，剩余污泥排入污泥池，定期用吸糞車吸至城市污水廠進行處理。

3.主要處理結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)

本污水處理站主要處理構(gòu)筑物包括：格柵調(diào)節(jié)池、沉砂池、恒水位SBR生化池、巴氏計量槽、設(shè)備房、儲泥池等。

●格柵調(diào)節(jié)池

格柵主要用于攔截污水中較大懸浮物，并攔截直徑大于10mm的雜物，以確保水泵正常運轉(zhuǎn)。水池具體尺寸為：1.5m×1.0m×1.5m+4.0×5.0m×4.0m，選用提升泵2臺，1用1備，性能參數(shù)如下：Q=60m3/h，H=10m，N=3.0kw。

●沉砂池

沉砂池采用重力沉砂池，水池具體尺寸為：Φ2.0m×3.0m，采用重力手動排砂。

●恒水位SBR生化池

恒水位SBR反應(yīng)池為土池子型式，四周采用素土夯實，加防滲膜結(jié)構(gòu)，池底采用混凝土結(jié)構(gòu)，采用1座恒水位SBR池。單座尺寸：池上底長×寬×深=30.5m×23.5m×5.0m，下底長×寬=15.5m×8.5m，水深4.5m，安全高度0.5m。單座運行周期為5.2h，每天4.6個周期。恒水位SBR一個周期循環(huán)的幾個狀態(tài)為：①進水、攪拌時間（0.96h），②好氧反應(yīng)時間（2.34h），③沉淀階段（0.90h），④潷水階段（1.00h），⑤潷水階段結(jié)束。

池子由兩道活動軟墻分成三個可變?nèi)莘e區(qū)域，即進水控制區(qū)、反應(yīng)區(qū)、出水平衡區(qū)。恒水位SBR池生化池主要設(shè)備有：雙曲面攪拌器1臺，D=2500mm，N=4.0kw； 進水泵 1臺，Q=430m3/h，H=0.85m，N=1.5kw； 出水泵 1 臺，Q=290m3/h，H=1.2m，N=1.5kw；無動力排水閥（恒水位潷水器）1 臺，Q=290m3/h； 剩余污泥泵 1 臺，Q=25m3/h，H=8m，N=1.5kw，用于將剩余污泥排放至污泥儲存池；反應(yīng)區(qū)池底布置管式曝氣器88根，采用鼓風曝氣。根據(jù)反應(yīng)區(qū)處于曝氣階段，溶解氧濃度限位DO＞3.0mg/l風機停止，攪拌器啟動；DO＜0.5mg/l，則攪拌器停止，風機啟動。風機頻率依據(jù)進水有機負荷手動設(shè)定，調(diào)整。

●巴氏計量槽

巴氏計量槽主要用于測定污水廠出水流量，便于控制構(gòu)筑物及設(shè)備的運行，提高污水廠的運轉(zhuǎn)管理水平。

●設(shè)備房

設(shè)備房尺寸為11.0m×8.0m×3.8m，分為鼓風機間，配電控制間和配藥間。鼓風機間選用2臺羅茨鼓風機 （1用1備），每臺風量為8.7m3/min，風壓44.9kPa，配套電機功率為15kW，運行時間10.8h/d。配藥間放置輔助除磷配藥及加藥設(shè)備，消毒劑儲藥桶及加藥設(shè)備。

4.污水站實際運行情況

2016年10月恒水位SBR生化池進水開始進行污泥培養(yǎng)，隨后開始調(diào)試及試運行。前期水質(zhì)水量波動較大，特別是雨天的時候。目前進水各項指標基本在設(shè)計值范圍內(nèi)，出水的各項指標均達到了設(shè)計要求，調(diào)試運行表明：該工藝運行穩(wěn)定，對COD、氨氮、總氮和總磷均保持著良好的去除效果，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，自動化控制系統(tǒng)安全可靠，全廠運行狀態(tài)良好。

場站占地面積2500m2，總投資額約為280萬元（不含征地費用），實際運行費用：0.25kwh/噸水，藥劑費約為0.1元/噸水。整個污水站的投資額和運行費用均維持在較低的水平，對于資金較為緊張的農(nóng)村地區(qū)，該工藝在保證出水水質(zhì)的前提下，能用得起。

結(jié)論

1.恒水位SBR工藝能適用于農(nóng)村污水的水質(zhì)水量變化，在雨水天氣也能保證適用效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水水質(zhì)能達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）中的一級A標準。

2.恒水位SBR系統(tǒng)運行費用低，設(shè)備簡單，維護方便，自動化程度高，運行管理簡單。能很好的適應(yīng)農(nóng)村污水的現(xiàn)狀和現(xiàn)有的排放標準。