簡析村落污水處理之生物處理技術

王穎　羅淼

現階段我國農村經常采用的生活污水處理工藝大致可分為2大類，一是生物處理技術，主要有化糞池、凈化槽、氧化溝、厭氧生物膜池和土地滲濾等；二是生態處理技術，主要有人工濕地、氧化塘、生態填料土地處理系統、生態礫石床和土地滲濾等；這2種技術在全國各地都有運用，推廣面相對較廣。

1、化糞池

化糞池在農村中的應用已具有100多年的歷史，最初是處理糞便并加以過濾沉淀的裝置，其原理是固化物在池底分解，上層水化物進入管道流走；其實質是利用沉淀和厭氧微生物發酵以去除糞便污水或其他生活污水中懸浮物、有機物和病原微生物的污水初級處理設施，屬于初級的過渡性質的生活污水處理設施。

生活污水通過化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物（SS），通過微生物的厭氧發酵作用可降解部分有機物（COD、BOD5），池底沉積的污泥可用作有機肥。通過化糞池的預處理可有效防止管道堵塞，亦可有效降低后續處理單元的污染負荷。圖1-1為典型的農村三格式化糞池示意圖。

2、一體化凈化槽

一體化凈化槽是一種小型生活污水處理裝置。用于分散型生活污水或者類似生活污水的處理。生活污水進入凈化槽后，預處理過程去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；在厭氧慮床槽填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機物；在接觸曝氣池內集曝氣、截留懸浮物和定期反沖洗為一體；沉淀槽溢水堰設置了消毒裝置，對出水進行消毒處理。典型的一體化凈化槽示意圖見圖2-1。

一體化凈化槽的工藝特點主要包括：

體積小，占用土地面積小，可以埋入地下，無需建房，且可靈活組合。對水質適應性強，耐沖擊性能好，出水水質穩定。設備運轉時，噪音小，對周圍環境影響小。設備安裝簡單，調試運行期短。需用電；在處理小水量時造價高于生態填料土地處理系統，運行費用相對較高，但遠低于城市污水廠。維護技術要求較專業。出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放》（GB18918-2002）中的一級B標準。

3、氧化溝

氧化溝因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。氧化溝實質上是一種活性污泥處理系統，它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠，污水和活性污泥在溝中不斷循環流動，因此也稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝通常按延時曝氣條件運行，以用來延長生活污水和生物固體的停留時間并有效降低有機污染負荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動裝置，向反應池內的物質傳遞水平速度和溶解氧。

氧化溝通常適用于處理污染物濃度相對較高的生活污水；處理規模宜大不宜小，適合規模較大的連片村落生活污水處理。農村生活污水經過適用的氧化溝工藝的處理后，出水通常達到或優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的二級標準。但如果受納水體有更嚴格的要求，則需要進一步處理。

氧化溝的類型多種多樣，在種類繁多的氧化溝工藝中，較為典型的氧化溝如圖3-1所示。

氧化溝的主要工藝特征為：

在流態上，氧化溝介于完全混合式與推流式之間，從水流動來看是推流式，由于流速快，可達0.25～0.35 m/s，進水能與溝內混合液快速混合，因此氧化溝的流態又是完全混合式。

采用延時曝氣法運行，污泥產率低，剩余污泥量少。

水力停留時間長，有機負荷低，運行穩定，處理水質良好。

污泥齡長，達15～30d，為傳統活性污泥系統的3～6倍。因此在反應器內能夠存活增殖世代時間長的細菌如硝化菌和反硝化菌等，在溝內可發生硝化反應和反硝化反應，使氧化溝具有較強的脫氮能力。同時，氧化溝這種封閉循環式的結構能夠交替產生好氧/缺氧區域，因而特別能滿足污水的脫氮要求。

對水溫、水質和水量的變化有較強的適應性。

工藝操作管理方便。可不設置初沉池，污水只經過格柵和沉砂池即可進入氧化溝。主要設備是氧化溝溝體和二沉池，設施少，工藝流程簡單，操作和維護管理比較容易。在各種活性污泥處理系統中，氧化溝的維護管理最為簡單，產生機械故障的可能性也相對較小。

4、厭氧生物膜池

厭氧生物膜池，是通過在厭氧池內填充生物填料強化厭氧處理效果的一種厭氧生物膜技術。污水中大分子有機物在厭氧池中被分解為小分子有機物，能有效降低后續處理單元的有機污染負荷。正常運行時，厭氧生物膜池對COD和SS的去除效果一般能達到40%～60%。典型厭氧生物膜池結構如圖4-1所示，其中填充的填料應有利于微生物生長，易掛膜，且不易堵塞，從而提高厭氧池對BOD5和懸浮物SS的去除效果。

厭氧池中的填料特征需滿足以下條件：具有高比表面積，有利于微生物生長；材料抗腐蝕性，在厭氧酸化條件下穩定可靠；不易堵塞，質量輕，易于安裝或懸掛；對水質適應性強，耐沖擊性能好，出水水質穩定。價格低廉，運輸方便。常用的填料有纖維填料、軟性填料、彈性填料或其組合。

5、生物濾池

生物濾池是生物膜法的一種，具有凈化效果好、投資省、運行費用低等特點。在實際應用中生物濾池主要去除生活污水中的懸浮物、有機物、氨氮等污染物。其優點是占地小、抗沖擊能力強、處理效果穩定等；但其同時存在明顯不足，主要是生活污水進入生物濾池前，必須經過預處理降低懸浮物濃度，以防堵塞濾料。濾料上的生物膜不斷脫落更新，隨處理水流出，所以在生物濾池后端要設置二次沉淀池以沉淀懸浮物。

生物濾池主要適用于自然村或中小型聚居點的污水處理。對于可用土地面積少，地形坡度大、進水水質和水量波動大的污水處理站有較好的適用性。生物濾池填料一般選用陶粒濾料或輕質多孔填料，陶粒濾料粒徑宜為2～8mm，輕質多孔填料粒徑宜控制在25mm以下。濾料填裝高度宜為1.5m～3m。輕質多孔填料適宜在下向流或側向流曝氣生物濾池中采用，可以大大延長濾池反沖洗周期或避免采用反沖洗系統。生物濾池結構示意圖如圖5-1。

農村生活污水處理系統的建設應符合當地水污染治理規劃、國家有關村莊整治及新農村建設的政策，根據各地村莊的具體情況和要求，綜合考慮經濟發展與環境保護、排放與利用等關系，充分利用現有條件和設施。

農村生活污水處理設施應因地制宜，結合當地環境條件，盡可能選用荒地、洼地等，少占良田，縮短排水管道，降低管道埋深和減少土方工程量。

應根據污水特點、處理規模和處理水質要求，選用適合當地農村特征并與當地經濟技術相適應的污水處理技術及工藝。

農村污水處理技術不僅出水水質要滿足相關排放要求，還要注重景觀美化、環境協調、無二次污染、易于維護管理。

參考文獻：

（1）《農村生活污染控制技術規范》（HJ 574-2010）；

（2）《村莊整治技術規范》（GB50445-2008）；

（3）《國家級生態村創建標準》（試行）環發【2006】192號；

（4）《國家農村小康環保行動計劃》環發【2006】151號。

（5）《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）；