農村污水處理改造工藝及案例應用分析

沈玉玨

（珠海華創城市勘察設計研究院有限公司，廣東 珠海 519000）

1 我國農村污水處理現狀

目前，結合農村污水特點和農村經濟發展現狀，相關學者和行業科技工作者通過結合工程實踐進行大量研究，并開發出很多技術成熟、性能穩定、運行成本費用低和管理維護簡單的農村污水處理工藝。主要有一體化污水處理系統（接觸氧化反應器、氣升回流一體化裝置、凈化槽處理系統）、土壤滲濾處理技術（土壤慢速滲濾系統、土壤快速滲濾系統、土壤地下滲濾系統）、人工濕地處理技術、穩定塘處理技術及蚯蚓生物濾池技術、膜生物反應器等，目前這些工藝已成功應用于我國農村和城市污水處理工程中。

2 農村生活污水提標改造工藝選擇對比

目前，我國農村污水處理工藝和技術得到一定發展，主要分為一體化處理系統和分步處理系統。

2.1 一體化處理系統

一體化處理系統是集生化處理、二沉、消毒、設備間于一體的中小型污水處理技術裝置，其通過進行多個處理單元的集合，實現對污水的預處理、二級處理和深度處理。目前，國內外研究的一體化處理系統應用較為廣泛，主要有接觸氧化反應器、氣升回流一體化裝置和凈化槽處理系統等。例如，干鋼等將改造的膜式凈化槽系統應用于農村污水處理中，實現對化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷和固體懸浮物的有效去除，去除率滿足（GB 18918—2002）規定的一級A標準要求［1］。

2.2 土壤滲濾處理技術

目前，土壤滲濾處理技術主要有快速滲濾系統、慢速滲濾系統和地下滲濾系統。土壤滲濾處理技術主要是借助土壤的吸附作用、植物的吸收作用和微生物的降解作用，形成土壤—植物—微生物復合生態系統，進而實現污水凈化。目前，相關研究通過增大水力負荷和進行排水設施優化，使慢速滲濾土壤處理系統出水指標濃度（除總氮外）滿足（GB 3838—2002）III類水質標準。

2.3 人工濕地處理工藝技術

人工濕地處理系統是一種使人工介質、植物、微生物三者之間協同作業的技術，其中濕地基質、植物和微生物能夠對污水中的污染物起到去除的作用，但對氮的去除率較低，在35%～50%，主要是因為人工濕地缺乏生物碳源和溶解氧。因此，可以通過將人工濕地與藻塘結合，實現溶解氧的增加，提高對氮的去除率［2］。另外，在人工濕地處理技術中，植物的作用很重要。相關研究表明，有植物的濕地系統比無植物的人工濕地系統在總氮、總磷、生化需氧量的去除率上明顯高很多。在植物的選擇上可以選擇多種植物組合來實現污水處理。

2.4 穩定塘處理工藝技術

穩定塘主要是借助微生物降解、沉降、轉化和截濾實現對污染物的去除。穩定塘處理工藝在去除氨氮時容易受到pH值和環境溫度的影響。例如，冬季低溫時，氨氮揮發會受到一定抑制。目前，相關學者已經研究制作出一種高效藻類塘，不僅在化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷去除率上高于傳統穩定塘，在占地面積、運行成本和運行效率上也具有優勢，應用前景廣闊。

2.5 蚯蚓生物濾池

蚯蚓生物濾池是一種處理農村生活污水的新工藝，其原理是利用蚯蚓和微生物的協同共生作用，加強對有機物的分解，從而實現對污水、污泥的處理和轉化，有效避免傳統生物濾池容易出現污泥、易堵塞的弊端。相關實踐表明，蚯蚓生物濾池工藝對生化需氧量、總懸浮固體的去除率在80%以上［3］。

2.6 膜生物反應器

膜生物反應器是一種新形態廢水處理系統，其用膜組件替代傳統生物處理技術的沉淀池，是生物處理技術與膜分離技術的有機結合。膜分離技術能對污水中的大分子難降解有機物和活性污泥進行有效截留。相關學者利用生物帶載體復合膜生物反應器和懸浮載體復合膜生物反應器進行試驗對比，分析兩種工藝在污水處理上的效果，結果表明生物帶復合膜生物反應器總氮、化學需氧量去除效率更高，約為95%［4］。下面將各工藝特點和選擇對比歸納如表1。

表1 生活污水處理工藝特點與對比

3 農村污水處理工程實例

廣東省農村分布廣泛，大多農村地區早期污水處理建設以人工濕地工藝為主，部分地區使用氧化塘或者相關組合工藝，但整體污水處理排放標準較低。目前，廣東省啟動PPP模式，以推進村鎮污水處理設施建設、實現對廣東省農村污水治理工藝的優化。例如，廣東省采用了“人工生化強化+自然處理組合”“人工濕地+生物濾池組合”“厭氧+人工濕地組合”等污水處理工藝。下面具體以廣東省某村污水處理工藝為例進行分析。

廣東某村人口規模小、布局分散且地形復雜，導致污水收集相對困難。經過綜合考慮，最終確定采用“厭氧+人工濕地（水平潛流+垂直流）+微動力”的污水處理工藝進行改造。這種工藝不僅能夠滿足該村的污水處理要求，而且投資成本低、運行維護管理方便。具體改造流程見圖1。

圖1 污水處理工藝流程圖

結合處理工藝分析技術措施，該改造工程在工藝技術措施優化上主要體現在以下4個方面。第一，在前段技術優化基礎上設置格柵池，去除大顆粒固體和大尺寸漂浮物，并調整進入調節池中的水質水量均勻。第二，污水經過沉砂池進入厭氧池進行厭氧發酵，增加污水的可生化性。第三，針對污水進水量大、難降解有機物多、B/C比低和出水COD偏高等現狀，在人工濕地優化上，采用“水平潛流+垂直流”兩級人工濕地形式，通過濕地植物、濕地基質以及濕地布氣管的共同作用實現對有機物的有效去除。第四，在生化段工藝技術應用上，通過在現場投加固體氯片，實現接觸溶解消毒目的［5］。

4 結語

本文主要從國內農村污水處理現狀出發，結合農村的具體特點，提出適宜農村的污水處理工藝和方法，為農村地區實現可持續發展戰略目標助力。