陳昭和

福建省弘惠建設(shè)工程有限公司

1 引言

農(nóng)村地區(qū)擁有復(fù)雜的地形，人口居住較為分散，采用以往的污水處理方式，在進(jìn)行處理時需要投入較高的資金，在后續(xù)進(jìn)行維護(hù)時面臨較多的困難。因此，對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)來說，如果需要投入大量的資金集中處理污水顯然并不現(xiàn)實，需要結(jié)合實際需要選擇合理地污水處理技術(shù)。厭氧消化技術(shù)運行便利，處理費用較低，是一種可以適用于農(nóng)村地區(qū)污水處理的先進(jìn)技術(shù)，目前該技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展和完善，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理中，取得了十分顯著的效果。

2 厭氧消化技術(shù)概述

2.1 技術(shù)概念

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，厭氧消化技術(shù)逐漸受到人們的廣泛關(guān)注和重視，其應(yīng)用范圍逐漸延伸，已經(jīng)在世界各地不同地區(qū)有所應(yīng)用。絕大多數(shù)的城市生活有機(jī)垃圾場，在處理生活垃圾時處理量具有明確的標(biāo)準(zhǔn)，而在我國還沒有大型處理廠應(yīng)用此技術(shù)的案例，主要就是因為厭氧消化技術(shù)需要投入大量的資金，比其他技術(shù)所應(yīng)用的資金多出一倍以上，但考慮到有機(jī)垃圾厭氧消化處理技術(shù)擁有非常良好的經(jīng)濟(jì)效益，每噸垃圾的處理費用與以往的好養(yǎng)堆肥費用基本相同，并且厭氧消化技術(shù)不會破壞環(huán)境占用面積較小，可以使溫室氣體排放量逐漸減少，同時從生命周期觀點來看電，消化技術(shù)具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，因此在我國處理垃圾時可以持續(xù)推廣厭氧消化技術(shù)。

2.2 技術(shù)原理

以消化過程規(guī)律為依據(jù)，可以在不同的容器內(nèi)酸化水解有機(jī)垃圾，首先需要對有機(jī)垃圾進(jìn)行分類，如果垃圾屬于液體，可以直接進(jìn)入甲烷階段反應(yīng)器中進(jìn)行消化，而水解池時主要用于處理固體部分，在4小時后可以有效分離垃圾，使液體進(jìn)入甲烷階段，反應(yīng)器經(jīng)過一段時間的消化，絕大多數(shù)的有機(jī)物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化為生物氣。

3 厭氧消化技術(shù)在農(nóng)村生活污水處理工藝研究

隨著生活污水處理要求的逐漸提高，以往的厭氧處理技術(shù)已經(jīng)難以達(dá)到水處理要求。因此以厭氧處理技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合不同的后期處理單元，衍生出了多種創(chuàng)新性的工藝。

3.1 硝化深床濾池

在以往生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展出了硝化深床濾池，該濾池以微生物為載體，將傳統(tǒng)生物濾料代替為人工改性分子篩。人工改性分子篩所具有的生物載體較為優(yōu)良，可以在交換的過程中充當(dāng)交換劑，其可以結(jié)合水質(zhì)特點針對性的進(jìn)行改進(jìn)，使水中污染物質(zhì)可以被及時吸附，從而進(jìn)一步提高廢水的生化性。不僅如此，其還可以在微生物的作用下再生，并不需要對其進(jìn)行反復(fù)的沖洗，使運營成本有效降低，是深度深化處理中最為重要的一種優(yōu)選工藝。

該工藝具有多重特點，其可以對污泥沉淀性能進(jìn)行有效地改善，使二沉池固液分離能力得到有效地提高，也可以對不可分解COD或TOC的去除率進(jìn)行顯著的提升，特別是其可以將化學(xué)藥劑、制革等污染物進(jìn)行有效地去除，避免曝氣池出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)象。

3.2 隔油隔渣井

隔油隔渣井主要起到對廢水中的雜質(zhì)及處于懸浮態(tài)或上浮于水體表面的油漬進(jìn)行隔除的作用。同時合并了截留井的功能，在暴雨可以將多余的地表水溢流出去，避免對處理站造成重大沖擊，處理時間15min。調(diào)節(jié)池用來進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均化，以降低后續(xù)處理設(shè)施的沖擊負(fù)荷，HRT：8h。

3.3 UMAR

厭氧池采用UMAR 工藝，即：旋轉(zhuǎn)上流式多級厭氧反應(yīng)工藝，是在厭氧生物濾池與UASB 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兼具了二者優(yōu)點的厭氧生物處理工藝。其內(nèi)的微生物不僅可以附著于生物填料上以生物膜的形態(tài)存在，而且還可以活性污泥的形態(tài)存在，高效地對溶解態(tài)及膠體態(tài)有機(jī)污染物、SS進(jìn)行截留和吸附并將其中的可降解有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在提高對有機(jī)污染物的降解效率的同時還縮短了HRT，表現(xiàn)為HRT＜MCRT，從而節(jié)省了土地和設(shè)備的投資成本。而生物填料不僅維持了較高的微生物固體量，而且還避免了反應(yīng)器堵塞，大大降低了運行成本。其內(nèi)的反硝化菌可以將分子篩催化濾池回流過來的硝態(tài)氮還原成氮氣，達(dá)到從根本上去除了氨氮的目的。總之，UMAR擁有良好的抗沖擊能力、有機(jī)負(fù)荷率、AS與SS流失率，可為后續(xù)的好氧處理工序提供良好的水質(zhì)條件，是優(yōu)選的厭氧處理工藝，處理時間4h。

3.4 UFOFe

好氧池采用UFOFe工藝，即：旋轉(zhuǎn)上流式多相廢水處理氧化工藝，是一種介乎于污泥法與生物濾池工藝間的，在有氧條件下附著于生物填料上的以生物膜形態(tài)存在的大量自養(yǎng)型、異養(yǎng)型微生物菌群對污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和徹底氧化的一種好氧生物處理工藝。異養(yǎng)型微生物以有機(jī)污染物為底物，將其徹底氧化成二氧化碳和水。而自養(yǎng)型微生物以無機(jī)物為底物，將無機(jī)物氧化成無機(jī)氧化物，為反硝化菌的徹底去除氨氮提供了良好的條件。其具有有機(jī)容積負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、污泥產(chǎn)量較低的特點，是優(yōu)選的好氧處理工藝。

容積有機(jī)負(fù)荷：8kgCOD/m3·d。

HRT：4h。

3.5 反硝化池

反硝化池亦稱為缺氧池，內(nèi)部結(jié)構(gòu)依照UMAR進(jìn)行設(shè)計，具備了UMAR 的所有優(yōu)點，不同的是微生物的生理機(jī)理。反硝化池內(nèi)的微生物在缺氧的條件下，以有機(jī)物為底物、硝態(tài)氮為電子受體，在分解有機(jī)物的同時將硝態(tài)氮還原為氮氣，從而達(dá)到徹底脫氮目的，處理時間4h。

3.6 硝化深床濾池

硝化深床濾池是在傳統(tǒng)生物濾池及PACT 工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其采用人工改性分子篩代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物濾料及PAC（顆粒碳）作為微生物載體。人工改性分子篩不僅是優(yōu)良的生物載體，亦是良好的物理吸附和離子交換劑，其可根據(jù)不同的水質(zhì)特點給予差異化的、針對性的改性，使其可以針對性地選擇吸附或交換水中污染物質(zhì)，從而使廢水的生化性得以進(jìn)一步的提高；不僅如此，其還可以通過微生物作用進(jìn)行再生，而無須進(jìn)行反沖洗及定期更換，大大降低了運營成本，是深度生化處理不可或缺的一款優(yōu)選工藝。

該工藝所具備的特點。

（1）提高了不可降解COD或TOC的去除率，減少曝氣池的發(fā)泡現(xiàn)象。

（2）改善污泥絮體的形成。

（3）增加了無機(jī)物的去除率，增加了對重金屬沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性。

（4）降低了生物處理出水的毒性，減輕了出水對魚類的毒害。

（5）減少了對異養(yǎng)微生物或硝化微生物的抑制，有脫氮作用。

（6）降低了VOCS向氣相的轉(zhuǎn)移。

（7）提高系統(tǒng)總的去除效率，大大改善出水水質(zhì)。

（8）便于污水處理設(shè)施的統(tǒng)一管理，以較低的投資提高污水處理設(shè)施的處理能力。

3.7 二沉池

二沉池采用裝配有蝶式沉淀器的新型沉淀池工藝，不但能有效地去除隨水流流出的處于靜止期和內(nèi)源呼吸期的微生物殘體及微小懸浮物，且水力負(fù)荷比普通沉淀池高，不僅節(jié)省了占地面積及構(gòu)筑物建設(shè)投資，且固液分離效果優(yōu)良。

4 厭氧消化及時在農(nóng)村生活污水處理費用及處理效果

從建設(shè)成本進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，化糞池需要投入的資金最少，厭氧組合工藝成本最高。對于有動力的組合工藝來說，人工費、設(shè)備運行費等都是運行成本的重要組成，其運行成本比其他處理模式更高。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)按該廢水的單位廢水處理成本進(jìn)行計算，此廢水每天處理量為80m3。

如表1所示為用電設(shè)備功率統(tǒng)計表，在處理污水的過程中需要使用多種不同的設(shè)備，這些設(shè)備在功率方面具有一定的差異，需要計算合計，為直接費用計算提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

表1 用電設(shè)備功率統(tǒng)計表

根據(jù)負(fù)荷表，主要設(shè)備總裝機(jī)容量為5.10kW，工作容量為2.85kW，功率因素取0.8。具體如表2所示。

表2 項目電費計算表

厭氧消化技術(shù)具有多方面的特點，第一，其可以有效控制整個消化過程，在短時間內(nèi)迅速完成降解，同時可以全封閉生產(chǎn)過程；第二，其具有良好的能源化效果，可以將低品位生物能轉(zhuǎn)化為直接利用的高品位沼氣；第三，操作非常便利，與其他厭氧消化技術(shù)相比，其只需要基本設(shè)施即可執(zhí)行操作，在運行過程中需要投入的資金也比較少，可以有效節(jié)約資源；第四，再利用產(chǎn)物，其對于高濃度有機(jī)廢水處理最為適合，經(jīng)厭氧消化后，可以得到穩(wěn)定的廢物，并將其作為農(nóng)肥或飼料使用；第五，厭氧微生物生長速度相對比較緩慢，以往進(jìn)行處理的方法需要花費大量的時間，設(shè)備占用體積也比較龐大；第六，在厭氧過程中會產(chǎn)生惡臭氣體，每噸垃圾的處理費與以往好氧堆肥費用基本相同，并且厭氧消化技術(shù)產(chǎn)生的環(huán)境效益相對比較良好。

5 結(jié)束語

在農(nóng)村生活污水處理中，厭氧消化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用，其可以通過無害化的方式經(jīng)濟(jì)處理糞便污水。農(nóng)村生活污水通過厭氧消化處，可以使絕大多數(shù)的污染物得到降解，并與無害化標(biāo)準(zhǔn)相符合。