農村生活污水一體化水處理設施的應用研究

張欣宇 吳芝奇

（1 中國市政工程西南設計研究總院有限公司， 四川 成都 610081； 2 內江市水務有限責任公司， 四川 內江 641000）

一體化水處理設施是農村水處理的基礎設施，隨著時代的不斷發展，農村生活污水的排放量與成分都不同以往，所以對于一體化水處理設施的應用需求也與以往不同。因此文章將基于農村生活污水管理這一重點，思考一體化污水處理設施的基本概念與應用、建設運營模式。

1 一體化農村污水處理設施概述

相對于傳統的污水處理裝置來說，一體化的污水處理裝置的不同之處是能夠利用一個裝置去完成預處理、沉淀、生物處理及消毒等多個環節。一般情況下，一體化污水處理裝置的設計普遍為圓罐型，這樣的設計不但能夠有效提升空間的利用率，此外能夠優化污水處理的整體效果，解決傳統處理設施占地面積大的問題。這類裝置的主要特征包括以下幾點。其一是因裝置的體積小、占地小的特性能夠支持設施的就近建設，減少管道安設的成本消耗。其二是預制特征，支持預先完成配件的安裝，運輸到目的地，直接組裝，便能夠第一時間投入應用。其三是在土地資源緊張的情況下，裝置可埋入地下，減少地上空間的耗費。除此之外，一體化水處理裝置的各個單元能夠根據實際應用需求進行靈活組合，滿足應用需求。可見一體化裝置的應用優勢十分明確，對于居住分散、無法進行集中污水處理、管網鋪設難度大的農村地區來說是十分適用的[1]。

2 一體化污水處理工藝研究進展

為了滿足農村污水處理的實際需求，主要的處理工藝包括膜生物反應器、生物接觸氧化工藝、一體化凈化槽、序列間歇式活性污泥法、生物濾池等等。在五十年代，小型的一體化污水處理設施便已經開始得到廣泛應用，國際水質協會已經通過多次專門會議針對小型污水處理設施的技術、設計、管理、操作、成本及改造等多個方面展開了探討。2002 年，為了進一步規范污水處理，更是頒布了分散式污水處理的系統手冊。在北歐的部分國家，特別是農村地區，居民居住相對分散，因此研究發明了序批式活性污泥法、移動床生物膜反應器、生物轉盤等工藝，結合化學絮凝除磷的一體化污水處理裝置去達成污水處理的目標。2001 年開始，德國展開了針對小型的污水處理設施的系統化研究，并且利用膜生物反應器對偏遠農村地區的生活污水進行處理。日本研發出的一體化凈化槽，不但能夠提升水質，同時能夠去除氮和磷等污染成分。相對于其他國家倆說，我國對農村污水的研究起步雖然相對發達國家較晚，所以更要投注更多精力去思考一體化污水處理技術的創新，優化污水處理設施性能。

3 一體化污水處理設施主要技術

3.1 膜生物反應器工藝

膜-生物反應器（MBR）是一種傳統污水生物處理原理與膜分離原理深度結合的高效污水處理工藝，近年來在國內大型污水處理廠、小型一體化設備工程中有廣泛的應用案例。MBR 工藝優勢在于出水水質好、節省占地的特點，其主要利用膜組件的高效分離作用，提高泥水分離率從而增加污泥濃度，增加生化反應速率。這項技術最主要的特征便是處理的效果理想，對于污水的水量與水質都有更好的適應性，在利用這項技術完成污水處理之后，剩余的污泥量少，污泥的膨脹率也更低，方便相關人員進行管理與后續操作。

3.2 一體化生物接觸氧化工藝

作為一種好氧生物膜工藝，生物接觸氧化工藝在實際應用過程中，接觸氧化池內設置填料，部分微生物會以生長于填料表層，形成生物膜，此外也有一部分生長于水中，呈現絮狀懸浮生長于水中。這項工藝同時包含了生物濾池與活性污泥兩種工藝的特點。在專家在針對西部農村地區污水情況進行調查研究之后，開發出了適用于單戶使用的小型一體化處理裝置。這類處理裝置的處理量小，主要使用生物接觸氧化工藝，借助試驗研究，可以發現在厭氧池的水力停留時間達到六天，生態濾池生態濾池水力負荷達到每日35 厘米時，處理的效果最為理想[2]。

3.3 一體化序批式活性污泥法工藝

序批式活性污泥工藝，主要是指在一個池當中完成進水、反應、沉淀、排放及閑置等多項程序的處理。這項工藝最為主要的特點便是操作的流程簡單便捷、耐沖擊能力強、載荷能力強、沉降性好且成本低廉，利用這類工藝，能夠有效的去除污水當中含有的氮磷等成分。相關專家針對太湖流域周遭農村地區展開研究，并且通過前期研究結果，迎合當地的實際處理需求，選擇了小型一體化序批式活性污泥工藝去開發生活污水處理設施，日處理規模約為80m3，污染物處理之后滿足了排放標準，可見得到了理想的應用成果。

4 其他應用要點

4.1 專業人員的技術能力與素養強化

通過以上討論，污水處理技術應用并不是一個簡單的過程，需要諸多專業技術人員要做到認真學習、嫻熟操作，才能夠真正體現污水處理技術的實際應用價值。因此為了提升污水處理的效率與質量，必須要重視對于專業技術研究人員與操作人員的培養。對于創新性的一體化污水處理技術，更要融入到教育體系當中，專業院校應當設置相關專業與課程，相關機構也要建立起系統化的人員培訓體系，這樣一來才能夠確保有更多了解一體化污水處理技術并且能夠熟練運用專業處理技術的人才投入行業市場，成為人才儲備。

4.2 提升專業技術研究的支持力度

隨著社會的不斷發展，水污染問題正在逐漸擴散，農村地區的污水治理更成為了關鍵問題，農村地區的污水處理工程量會因污染問題而越來越大，而且因農村基礎設施長久一來都并未得到完善，所以污水處理也很難得到理想的處理成果。因此，必須要加大對于一體化污水處理技術研究的支持力度，特別是對于一體化處理設施的研究，要納入到當地的環境治理規劃當中，給予重點關注，這樣才能夠引起相關專家與技術人員的重視。污水治理對于農村地區尤為重要，因為農村地區的水源質量對于農作物的質量以及民眾生活都會產生直接影響，所以必須要提起重視[3]。

4.3 商業模式需要創新

污水處理工程通常投資較大，全國大部分的鄉鎮政府都難以承受其高額的建設成本和運營成本，也沒有合適的融資渠道。大部分鄉鎮地區污水處理工程主要靠政府財政投入或者國家專項資金，為滿足環境治理業績，普遍存在一定程度的重投資、輕效益現象。

因此，污水處理工程商業模式的創新也是值得思考。如何發揮政府投資的引導作用和項目的撬動作用，需考慮建立規范的地方政府融資機制，積極推動地方融資平臺轉型改制，深入研究政府和社會資本合作（PPP）模式的應用，以特許經營等方式為抓手吸引社會資本，同時建立績效考核制度，階段性支付運營費有效約束社會資本引入的運營團隊，提高治理效能。與國內大型水務公司合作，采用旗下優質的一體化污水處理設備也至關重要。

5 結語

一體化的污水收集與處理技術，是我國農村地區污水處理技術研究的重點，特別是在當前的社會發展趨勢下，隨著污染問題愈發嚴重，污水處理技術的研究與應用更要得到充分重視。因此以上文章針對一體化污水處理裝置的應用要點展開了分析，分享給同行業技術人員。