農(nóng)村生活污水處理裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用

談偉強(qiáng)，潘國強(qiáng)

（宜興市創(chuàng)新環(huán)保有限公司，江蘇 宜興 214205）

隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，人口持續(xù)增加，農(nóng)村環(huán)境形勢嚴(yán)峻，至今仍有78%的建制村未建設(shè)污水處理設(shè)施，生活污水隨意排放[1、2]。《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》指出，要因地制宜選取農(nóng)村生活和垃圾污水治理技術(shù)和模式，重點(diǎn)在村莊密度較高、人口較多的地區(qū)，開展農(nóng)村生活垃圾和污水治理，要求生活污水處理率≥60%。然而我國農(nóng)村生活污水由于人口數(shù)量多、分布范圍散、收集難度大、水質(zhì)不穩(wěn)定、污染物濃度高、水量變化大等原因，導(dǎo)致處理難度大，嚴(yán)重污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，直接威脅廣大農(nóng)民群眾的身體健康及農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3、4]。針對我國南方及中部農(nóng)村地區(qū)小水量生活污水處理，在傳統(tǒng)化糞池和高效凈化槽的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，開發(fā)一體化生活污水處理裝置并考察其試運(yùn)行效果，以期為農(nóng)村生活污水處理提供技術(shù)支撐。

1 工程概況

1.1 工程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用連續(xù)運(yùn)行方式，運(yùn)行能力為24m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)余量及進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

1.2 工藝流程

目前，國內(nèi)的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)多采用A/O-人工濕地[1]、A/O-生態(tài)塘、A2/O-人工濕地[2]、生物接觸氧化[3]、生物滴濾-人工濕地[5]、曝氣生物濾池[6]、厭氧生物濾池[7]等，但上述技術(shù)存在設(shè)施占地面積大、抗沖擊負(fù)荷力差、出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問題[6]。近年來，一體化生活污水處理裝置因具有占地面積小、處理費(fèi)用低、操作簡單、可集成多種工藝等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用[8～10]。為確保農(nóng)村生活污水出水質(zhì)量，項(xiàng)目在傳統(tǒng)化糞池和高效凈化槽的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基礎(chǔ)上，結(jié)合厭氧、好氧技術(shù)處理優(yōu)勢，建立達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B排放標(biāo)準(zhǔn)的污水處理工藝流程，具體工藝流程如下圖。

農(nóng)村生活污水處理裝置工藝流程圖

生活污水通過格柵去除大顆粒懸浮物質(zhì)后進(jìn)入一體化裝置，污水在厭氧區(qū)自下而上與陶粒充分接觸反應(yīng)，去除部分COD和色度；隨后污水進(jìn)入好氧區(qū)，在曝氣作用下進(jìn)一步去除水中COD、BOD5和NH3-N等污染物，經(jīng)澄清后從出水堰排出。

1.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

裝置集厭氧區(qū)和好氧區(qū)為一體，采用碳鋼材料加工而成，為圓筒狀結(jié)構(gòu)。厭氧區(qū)裝有孔隙率高、吸附性能好且粒徑為10～20mm的陶粒，填充密度為70%，有效容積為8m3，水力停留時間為16h；好氧區(qū)裝有彈性填料，填充密度為70%，填料底部設(shè)有曝氣器，有效容積為16m3，水力停留時間為8h。

2 運(yùn)行情況

2.1 運(yùn)行效果分析

設(shè)備在安裝調(diào)試且運(yùn)行一段時間后，于2017年3～6月對COD、BOD5、NH3-N及pH等主要指標(biāo)進(jìn)行了采樣分析，結(jié)果見表2。由表2可知，4月時COD出水濃度最高（54.8mg/L），污染物去除率為82.2%；6月時BOD5出水濃度最高（15.8mg/L），污染物去除率為90.2%；3月時NH3-N出水濃度最高（3.3mg/L），污染物去除率為82.2%。設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行后，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值為7.4～7.5，出水指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。

表2 進(jìn)、出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

2.2 工程經(jīng)濟(jì)分析

工程總投資17.6萬元，其中基建費(fèi)用1.8萬元，一體化生活污水處理設(shè)備及其他費(fèi)用共計(jì)15.8萬元。設(shè)備24小時連續(xù)運(yùn)行，無需額外使用混凝、絮凝等藥劑，運(yùn)行維護(hù)簡單，僅需電耗。此外，設(shè)備排泥量少，運(yùn)行期間基本無剩余污泥產(chǎn)生，污泥處理處置成本可忽略不計(jì)。設(shè)備日耗電量為14.2kW·h，按當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)價格0.58元/kW·h計(jì)算，則處理成本約為0.34元/m3。該設(shè)備的處理量為24m3/d，僅適用于我國南方及中部農(nóng)村地區(qū)小水量生活污水處理的集中式處理，與其他同類設(shè)備相比，運(yùn)行成本具有明顯優(yōu)勢，工程應(yīng)用前景廣闊。

3 結(jié)論

采用一體化生活污水處理裝置處理農(nóng)村地區(qū)集中式小水量生活污水，具有占地面積小、投資成本低、處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡單、便于管理等優(yōu)點(diǎn)。一體化生活污水處理中試結(jié)果表明，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值為7.4～7.5，出水指標(biāo)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)備對集中式小水量農(nóng)村生活污水具有較好的處理效果，與其他同類設(shè)備相比，運(yùn)行成本具有明顯優(yōu)勢，工程應(yīng)用前景廣闊。

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