村鎮(zhèn)生活污水常用處理工藝簡(jiǎn)介與對(duì)比

李 亮

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司， 湖北 武漢 430010)

村鎮(zhèn)生活污水常用處理工藝簡(jiǎn)介與對(duì)比

李 亮

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司， 湖北 武漢 430010)

村鎮(zhèn)生活污水的無(wú)序排放是村鎮(zhèn)水環(huán)境污染的原因之一，是造成黑臭水體的重要因素，村鎮(zhèn)生活污水的治理十分緊迫。本文分析了村鎮(zhèn)生活污水的主要特點(diǎn)和經(jīng)處理后的排放要求，介紹了5種常用村鎮(zhèn)生活污水處理工藝的特點(diǎn)，并針對(duì)其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，為村?zhèn)生活污水處理工藝選擇提供參考。

村鎮(zhèn)生活污水； 黑臭水體； 排放要求； 處理工藝

由于村鎮(zhèn)人口眾多，基礎(chǔ)建設(shè)落后，村鎮(zhèn)幾乎沒(méi)有任何生活污水收集系統(tǒng)和處理措施，生活污水往往沒(méi)有任何形式的處理，直接排放到水體中，成為村鎮(zhèn)水環(huán)境污染的重要原因之一。未經(jīng)處理的生活污水排入河道會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，當(dāng)排入水體的污染物超過(guò)河道自凈能力后，過(guò)度消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致河道中的水生動(dòng)植物因缺氧而死亡，生態(tài)系統(tǒng)被徹底破壞，最后變?yōu)楹诔羲w，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境和居民的身體健康，因此村鎮(zhèn)生活污水的處理十分必要。

1 村鎮(zhèn)生活污水的主要特點(diǎn)

我國(guó)村鎮(zhèn)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重不足，幾乎沒(méi)有建設(shè)任何污水收集和處理設(shè)施，村鎮(zhèn)日常生活和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的生活污水和工業(yè)廢水，基本是未經(jīng)任何處理直排進(jìn)入周邊的河道、溝渠和水塘等水體[1]。

村鎮(zhèn)生活污水的來(lái)源較多，主要包括人的糞尿、廚房廢水、清潔洗滌和洗浴廢水等，此外還有部分畜禽養(yǎng)殖廢水。村鎮(zhèn)生活污水具有以下特點(diǎn)：排放點(diǎn)十分分散；污染區(qū)域大；污水排放時(shí)間比較集中，一般集中在早中晚；污水水質(zhì)、水量不均勻，一般高峰流量為時(shí)平均流量的2～8倍。

村鎮(zhèn)生活污水主要污染物包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪等有機(jī)物，一般不含有毒物質(zhì)。水質(zhì)具有氨氮含量高, 可生化性強(qiáng), 含重金屬等有毒有害物質(zhì)較少等特點(diǎn)。

2 村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施出水標(biāo)準(zhǔn)

目前，村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施的排放標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)家層面尚沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定，大部分地區(qū)已建的村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施一般參考執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中一級(jí)B水質(zhì)指標(biāo)的要求，少數(shù)地區(qū)鼓勵(lì)達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，例如：廣州地區(qū)鼓勵(lì)村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A的要求。部分地區(qū)制定有地方排放標(biāo)準(zhǔn)，四川地區(qū)自2017年1月1日要求岷江、沱江流域內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠出水達(dá)到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB51/2311—2016)。村鎮(zhèn)生活污水出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 村鎮(zhèn)生活污水出水水質(zhì)指標(biāo) 單位： mg/L

注： 表格中NH3-N指標(biāo)括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫不大于12℃時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)外數(shù)值為水溫大于12℃時(shí)的控制指標(biāo)。

3 村鎮(zhèn)生活污水常用處理工藝

村鎮(zhèn)缺乏專業(yè)技術(shù)人員，運(yùn)行管理能力薄弱，因此生活污水處理工藝必須遵循“投資低、成本低、管理方便、效率高”的原則，盡量做到無(wú)人值守。近年來(lái)，隨著村鎮(zhèn)生活污水的治理越來(lái)越受到人們的重視，國(guó)內(nèi)在村鎮(zhèn)生活污水處理等方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，涌現(xiàn)了一批較為成熟的處理工藝。目前國(guó)內(nèi)已建村鎮(zhèn)生活污水處理工程常用工藝主要有以下5種：A/O→人工濕地工藝、改良A2/O→人工濕地工藝、厭氧濾池→氧化塘→生態(tài)溝渠工藝、凈化槽工藝和MBR(膜生物反應(yīng)器)工藝。下面對(duì)上述工藝分別進(jìn)行介紹，并對(duì)比其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

3.1 A/O→人工濕地工藝

A/O→人工濕地工藝是在常規(guī)A/O工藝生化處理去除有機(jī)物的基礎(chǔ)上，增加人工濕地處理工藝進(jìn)行深度處理。A/O工藝由缺氧和好氧兩部分反應(yīng)組成。污水、回流污泥同時(shí)進(jìn)入缺氧池，同時(shí)好氧池內(nèi)已經(jīng)充分反應(yīng)的一部分硝化液回流至缺氧池，缺氧池內(nèi)的反硝化細(xì)菌在缺氧狀態(tài)下利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流的硝化液中硝態(tài)氮還原為氮?dú)忉尫懦鰜?lái)，達(dá)到脫氮的目的。之后混合液進(jìn)入好氧池，完成有機(jī)物的氧化、氨化和硝化反應(yīng)。

人工濕地系統(tǒng)是指由人為因素形成的濕地。人工濕地的處理原理是在特定的填料(如礫石、砂石等)上栽種存活率高、去污能力強(qiáng)的特定植物(如美人蕉、蒲草、蘆葦?shù)?，形成 “填料—微生物—植物”的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)污水流過(guò)填料時(shí)，經(jīng)砂石、土壤過(guò)濾，以及濾料和植物根際附著的多種微生物共同作用，去除水中的污染物。

該工藝對(duì)于廠區(qū)地勢(shì)有一定要求，要求收納水體的水位較低，人工濕地處理后的污水能夠自流出水，處理規(guī)模不宜超過(guò)200m3/d。

工藝流程如圖1所示。

圖1 A/O→人工濕地工藝流程

3.2 改良A2/O→人工濕地工藝

改良A2/O→人工濕地處理工藝是在改良A2/O脫氮除磷工藝基礎(chǔ)上增加人工濕地系統(tǒng)作為深度處理的一種工藝。改良A2/O工藝是在常規(guī)A2/O法基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，在常規(guī)A2/O法的厭氧區(qū)前增加一個(gè)預(yù)缺氧區(qū)，來(lái)自二沉池的回流污泥首先進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)，與大約20%的原污水混合，進(jìn)一步消除回流污泥中的溶解氧，減少厭氧區(qū)的不利影響，提高P的去除效率；同時(shí)，改良A2/O工藝保留混合液的內(nèi)回流，好氧區(qū)的混合液應(yīng)回流至缺氧池，在反硝化細(xì)菌作用下，硝態(tài)氮還原成氮?dú)?，保證了脫氮效果。此工藝可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整各池的水力停留時(shí)間，達(dá)到脫氮除磷的效果。該工藝具有工藝成熟、系統(tǒng)抗沖擊性強(qiáng)、能耗低、運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。改良A2/O工藝出水能夠達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)過(guò)人工濕地的深度處理指標(biāo)可以達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。適用于處理要求較高，處理規(guī)模較大，四季氣候變化大的村莊。

工藝流程如圖2所示。

圖2 改良A2/O→人工濕地工藝流程

3.3 厭氧濾池→氧化塘→生態(tài)溝渠工藝

生活污水首先經(jīng)過(guò)厭氧濾池，大部分有機(jī)物被厭氧濾池濾料截流，在厭氧條件下進(jìn)行發(fā)酵，被分解成穩(wěn)定的雜質(zhì)沉淀；污水經(jīng)厭氧濾池處理后進(jìn)入氧化塘，有機(jī)物在氧化塘內(nèi)被氧化分解；氧化塘出水進(jìn)入生態(tài)溝渠，生態(tài)溝渠利用溝渠內(nèi)生長(zhǎng)的水生植物，進(jìn)一步吸收氮磷，削減有機(jī)物含量。

該工藝采用生物處理、生態(tài)工藝相結(jié)合的技術(shù)，可依據(jù)地勢(shì)而建，使污水自流經(jīng)過(guò)各個(gè)處理工序，動(dòng)力消耗極小。厭氧濾池可在現(xiàn)狀沼氣池基礎(chǔ)上改建，在沼氣池內(nèi)投加供微生物生長(zhǎng)附著的填料，氧化塘可利用現(xiàn)狀的魚(yú)塘改建，生態(tài)溝渠可利用現(xiàn)狀的排水溝渠或者灌溉溝渠改建。生態(tài)溝渠中種植一些去污能力強(qiáng)的特定植物(如美人蕉、蒲草、蘆葦?shù)?提高處理能力。

適用范圍：該工藝適用于現(xiàn)場(chǎng)有池塘或者溝渠的村鎮(zhèn)，處理規(guī)模一般不能超過(guò)200m3/d。

工藝流程如圖3所示。

圖3 厭氧濾池→氧化塘→生態(tài)溝渠工藝流程

3.4 凈化槽工藝

凈化槽是一種人工強(qiáng)化生物處理的小型生活污水處理裝置，主要用于分散生活污水的就地處理。該技術(shù)起源于日本，具備使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低等顯著特點(diǎn)。凈化槽組合了物理、化學(xué)和生物處理技術(shù), 通過(guò)化學(xué)絮凝反應(yīng)、物理沉淀和微生物分解來(lái)削減污水中污染物的量[2]。污水經(jīng)凈化槽處理后其出水水質(zhì)指標(biāo)可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)的要求。該工藝適用于規(guī)模較小且處理要求一般的村莊，處理規(guī)模不宜超過(guò)150m3/d。凈化槽工藝流程如圖4所示。

圖4 凈化槽工藝流程

3.5 MBR(膜生物反應(yīng)器)工藝

MBR(膜生物反應(yīng)器)是將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的新型污水處理工藝。該工藝?yán)媚そM件取代傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池，提高了固液分離效率，膜的截留作用使曝氣池能夠維持較高的活性污泥濃度以及富集一些特效菌(特別是優(yōu)勢(shì)菌群)，從而提高了生化反應(yīng)速率，同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。該工藝具有出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高并且穩(wěn)定，容積負(fù)荷高占地較小，剩余污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，但該工藝運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，維護(hù)成本高。污水通過(guò)該工藝處理后的出水基本可達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920—2002)的標(biāo)準(zhǔn)的要求。該工藝適用于出水水質(zhì)要求較高或者有回用需求的村鎮(zhèn)，處理規(guī)模不宜超過(guò)500m3/d。

3.6 工藝對(duì)比

以上不同工藝各有不同的適用范圍以及優(yōu)缺點(diǎn)，具體見(jiàn)表2。

表2 不同工藝適用范圍及各自優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)，隨著村鎮(zhèn)水環(huán)境的不斷惡化，村鎮(zhèn)生活污水處理越來(lái)越受到重視。我國(guó)村鎮(zhèn)數(shù)量眾多，每個(gè)地區(qū)特點(diǎn)迥然不同，村鎮(zhèn)生活污水處理工藝不能一概而論，需要因地制宜，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況選用適應(yīng)本地、工藝成熟、運(yùn)行成本低、 操作維護(hù)簡(jiǎn)便、出水水質(zhì)能達(dá)到排放要求的工藝。

[1] 陳琳,劉杰,紀(jì)榮平.村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)與對(duì)策研究[J].污染防治技術(shù),2012,25(2):53-54.

[2] 張家煒，周志勤.淺析村鎮(zhèn)生活污水分散式處理適用技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2011,36(1):95-98.

Introduction and comparison of common treatment technology in village and town domestic sewage

LI Liang

(ChinaMunicipalEngineeringCentralSouthDesign&ResearchGeneralInstituteCo.,Ltd.,Wuhan430010,China)

Disordered emission of village and town domestic sewage is one of the reasons for village and town water environment pollution, and it is an important factor to cause black smelly waters. It is very urgent to control village and town domestic sewage. In the paper, main characteristics of village and town domestic sewage and the emission requirements after treatment are analyzed; characteristics of five common village and town domestic sewage treatment technologies are introduced. The applicable scope, advantages and disadvantages thereof are compared transversely. Reference is provided for selecting village and town domestic sewage treatment technologies.

village and town domestic sewage; black smelly water; emission requirements; treatment technology

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.06.006

TV213.4

A

2096-0131(2017)06- 0023- 04