陳丹，陳峰，周少奇

（1.山東省城建設(shè)計(jì)院，濟(jì)南 250012；2.貴州科學(xué)院，貴陽 550001）

近年來，隨著農(nóng)村環(huán)境生態(tài)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，農(nóng)村水環(huán)境治理中存在的問題也日益顯現(xiàn)出來。農(nóng)村污水處理通常是借鑒《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）[1]的要求，但農(nóng)村污水與城鎮(zhèn)污水在水質(zhì)、水量、管網(wǎng)收集等方面都存在著很大的差別。

農(nóng)村生活污水包括生活洗滌污水、廚房和沖廁污水、養(yǎng)殖畜禽污水等，具有污染面廣、來源多且分散不易收集，成分復(fù)雜，地區(qū)差異較顯著，懸浮物（SS）、有機(jī)物、氮磷濃度較高等特性[2]。從水質(zhì)方面來看，農(nóng)村污水水質(zhì)中化學(xué)需氧量（COD）、SS等指標(biāo)的含量與城鎮(zhèn)污水的差距不是很懸殊，但農(nóng)村種植、養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)排出的廢水中的氨態(tài)氮（）、總氮（TN）及總磷（TP）等含量偏高，而且隨著農(nóng)村廁所建設(shè)改造的推進(jìn)，農(nóng)村生活污水以沖廁廢水、部分家庭分散養(yǎng)殖廢水為主，其、TN 及TP 含量也偏高。從水量方面來看，城鎮(zhèn)污水處理為集中處理，城市管網(wǎng)建設(shè)完善，早在規(guī)劃初期就已納入城鎮(zhèn)管網(wǎng)收集系統(tǒng)，各污水處理廠的水量較為穩(wěn)定。而農(nóng)村污水收集管網(wǎng)多半還處于建設(shè)中，我國是世界上喀斯特地形分布最廣的國家。在以喀斯特地形為主的農(nóng)村地區(qū)，居民分散度高、地勢高差大，管網(wǎng)集中收集成本非常高，而且由于農(nóng)村污水變化系數(shù)大，大部分已經(jīng)運(yùn)行和在建的污水處理系統(tǒng)的實(shí)際處理水量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)規(guī)模，因此大部分處理效果無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，集中處理、統(tǒng)一排放會產(chǎn)生對污水中所含農(nóng)用資源過度處理的問題，這些都是造成農(nóng)村污水治理投入成本及運(yùn)行費(fèi)用高的原因。

我國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水約80 億t[3]，截至2012 年，我國58 萬個(gè)自然村中分散式污水處理率僅有8%[4]，農(nóng)村分散式污水處理顯得尤為重要。

本文采用自主研發(fā)的雙隔板式小型一體化污水處理裝置[5]，以工程試驗(yàn)檢驗(yàn)小型一體化污水處理裝置在農(nóng)村污水分散處理模式中的應(yīng)用效果，檢測COD、SS 及NH4+-N 等的去除效率。試驗(yàn)證明，該雙隔板式小型一體化污水處理裝置對農(nóng)村污水中COD、SS、NH4+-N 等的去除效率可以達(dá)到90%，出水中100%的COD、SS 指標(biāo)，以及81%的NH4+-N 指標(biāo)可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級B 的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用的污水是南方某縣化糞池上半部分的混合液，進(jìn)水主要指標(biāo)見下表。

試驗(yàn)用污水進(jìn)水指標(biāo)情況

1.2 試驗(yàn)裝置及啟動(dòng)運(yùn)行

1.2.1 試驗(yàn)裝置

本次采用的試驗(yàn)裝置見圖1。試驗(yàn)裝置實(shí)物見圖2。

圖2 試驗(yàn)裝置實(shí)物

本試驗(yàn)裝置主要由筒體、導(dǎo)流隔板、沉淀隔板、坡體構(gòu)成。倒流隔板、沉淀隔板與筒體之間構(gòu)成好氧區(qū)1、好氧區(qū)2 及沉淀區(qū)。好氧區(qū)1 內(nèi)設(shè)曝氣管，筒壁上安裝進(jìn)水管，沉淀區(qū)的筒體上安裝出水管。

本裝置是一種微動(dòng)力小型污水處理設(shè)施，具有占地小、能耗低、安裝方便等特點(diǎn)。

1.2.2 啟動(dòng)運(yùn)行

試驗(yàn)流程見圖3。

圖3 雙隔板式小型一體化污水處理工藝流程

未達(dá)到穩(wěn)定流量?；S池上部混合液提升至調(diào)節(jié)罐后，通過閥門調(diào)節(jié)流量為600L/d，再以重力流的方式輸送至一體化處理裝置的好氧區(qū)1 內(nèi)。污水混合液在爆氣泵的作用下經(jīng)導(dǎo)流隔板上端流入好氧區(qū)2內(nèi)，部分完成好氧生化反應(yīng)的混合液自動(dòng)回流到好氧區(qū)1 的底部，與其他混合液一起在好氧區(qū)1 內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行生化反應(yīng)；好氧區(qū)2 內(nèi)的另一部分完成好氧生化反應(yīng)的混合液經(jīng)沉淀隔板的下端縫隙流入沉淀區(qū)，沉淀區(qū)內(nèi)混合液中的污泥在重力作用下沉降在導(dǎo)流坡體上，形成動(dòng)態(tài)污泥層,實(shí)現(xiàn)泥水分離，導(dǎo)流坡體動(dòng)態(tài)污泥層上的部分污泥回流至好氧區(qū)2 的底部，與其他混合液一起進(jìn)行生化處理；沉淀區(qū)上部的上清液作為再生水經(jīng)出水管排出。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)過程為16d，進(jìn)出水的COD、SS、NH4+-N 指標(biāo)變化情況見圖4—6。

2.2 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)過程中進(jìn)出水水樣如圖7 所示。

圖7 進(jìn)出水水樣

試驗(yàn)1 過程中，溶解氧保持在3.2—4.8mg/L，沉淀區(qū)污泥濃度保持在4000—4300mg/L，好氧區(qū)污泥濃度保持在2800—4000mg/L。

如圖4 所示，運(yùn)行期間COD 的最高去除效率為94%，出水濃度最低為17mg/L。出水濃度平均為32mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級A 的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中100%的COD 排放指標(biāo)能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)中一級A 的排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 COD 進(jìn)出水指標(biāo)變化情況

如圖5 所示，運(yùn)行期間SS 的最高去除效率為90%，出水濃度最低為8mg/L。出水濃度平均為13mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級B 的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中100%的SS 排放指標(biāo)能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)中一級B 的排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 SS 進(jìn)出水指標(biāo)變化情況

如圖6 所示，運(yùn)行期間NH4+-N 的最高去除效率為90%，出水濃度最低為6mg/L。出水濃度平均為12mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，其中81%的NH4+-N 排放指標(biāo)能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 NH4+-N 進(jìn)出水指標(biāo)變化情況

由上表可以看出，進(jìn)水COD 濃度平均為221mg/L、SS 濃度平均為63mg/L，接近并低于城鎮(zhèn)污水進(jìn)水指標(biāo)；NH4+-N 濃度平均為78mg/L，遠(yuǎn)高于城鎮(zhèn)污水中NH4+-N 的進(jìn)水指標(biāo)。本次試驗(yàn)受條件限制，未能對生物需氧量（BOD）、TP 及TN 等指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果初步判斷，農(nóng)村污水中NH4+-N 的生化去除難度應(yīng)該比城鎮(zhèn)污水要大。

3 結(jié)語

（1）試驗(yàn)結(jié)果表明，雙隔板式小型一體化污水處理裝置對COD、SS、NH4+-N 的去除效率可以達(dá)到90%及以上，出水中COD、SS 的排放濃度均可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級B 的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中81%的NH4+-N排放指標(biāo)能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)中一級B 的排放標(biāo)準(zhǔn)、100%的NH4+-N 排放指標(biāo)能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。雖然試驗(yàn)未對全部相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測，但通過采樣目測可以發(fā)現(xiàn)，出水能達(dá)到“水清不臭”的要求，大部分水質(zhì)透徹?zé)o明顯異味。

（2）雙隔板式小型一體化污水處理裝置對農(nóng)村污水中COD、SS 等的去除較為容易，但若對NH4+-N（包括TN）等指標(biāo)仍按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）去除，處理成本會大幅增加。

（3）針對農(nóng)村污水的處理，應(yīng)將污水中所含的氮、磷等物質(zhì)作為農(nóng)用資源加以利用，在達(dá)到“水清不臭”的前提下，應(yīng)放寬對農(nóng)村污水中NH4+-N、TN及TP 的要求。