一體化農村污水處理設施建設與運維研究
——以成都市新都區農村污水處理項目為例

章明旭，黎大維

（成都市新都區水務局，成都 610599）

農村污水治理是美麗鄉村建設的關鍵環節，是推進鄉村振興戰略的重要支撐[1]。當前，國家高度重視農村污水治理，出臺一系列政策法規，不斷推進農村環境整治。必須全面推進鄉村振興，加快農業農村現代化，統籌農村改廁和生活污水、黑臭水體治理，因地制宜建設污水處理設施[2]。2021 年5 月，國家市場監督管理總局發布《農村生活污水處理設施運行效果評價技術要求》（GB/T 40201—2021），對農村生活污水處理設施運行效果的評價方法作出規定[3]。未來，要不斷提升農村生活污水治理效率，使得亂倒亂排得到管控，農村人居環境顯著改善，生態宜居美麗鄉村建設取得新進步[4]。

農村污水治理和城市很不一樣。農村人口密度低，房屋不聚集，無法像城市那樣建設統一管網對污水進行集中處理；農村資金短缺，污水處理要考慮農村居民的實際收益和資金支付意愿；農村污水處理設施薄弱，更缺乏運營和專項維護費用；農村污水處理后要進行最大限度的利用，回用水可用于農田灌溉。當前，農村生活污水有很多處理方式，如穩定塘、土壤滲濾、人工濕地和生物生態組合工藝。一體化污水處理設備具有價格便宜、操作簡單、效果明顯、運維費用低等優勢，在農村具有更好的適應性和應用性。因此，有必要研究一體化污水處理設施的建設與運維。

1 農村污水處理項目的基本情況

本項目位于四川省成都市新都區，現污水處理站的污水處理能力為300 m3/d，運行穩定，出水穩定達到相關排放標準。目前，污水處理站溢流水規模達到800 m3/d，原污水處理設施無法滿足要求，因此要新增污水處理設施對溢流水進行處理。新增項目污水處理能力不小于500 t/d，水質指標pH、COD、懸浮物（SS）、總氮（TN）、NH3-N、總磷（TP）、動植物油等要滿足《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB 51/2626—2019）的一級標準[5]。

1.1 工藝流程

項目周邊農村污水的主要來源有廁所、廚房、養殖場等，有機物和COD 含量都非常高。目前，農村生活污水處理項目多采用膜生物反應器（MBR）工藝[6]、AO+MBBR 工藝[7]，可以確保出水達標排放。MBR 工藝與AO+MBBR 工藝的對比分析如表1 所示。

表1 AO+MBBR 工藝與MBR 工藝的對比分析

AO+MBBR 工藝在運行穩定可靠性、電耗指標、經營成本等方面具有明顯的優勢，且在行業內具有一定的前瞻性和優越性，滿足業主的各類需求。因此，本工程方案設計推薦選用AO+MBBR 工藝。項目技術路線為：提升泵+一體化污水處理設備（缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池）+消毒系統+排放口+污泥脫水系統+加藥系統。工藝流程如圖1 所示。

圖1 AO+MBBR 工藝流程

AO+MBBR 工藝是一種生物膜法，它優于傳統的固定式生物膜法[8]。該工藝使用一種比重和水接近的生物填料，該填料會隨水一起運動，因有效面積大，極易吸附生物生長，促進污水處理。在曝氣充氧時，氧氣的加入使得水體產生很多氣泡并流動起來，帶動生物填料上浮，填料與水得以充分混合，為細菌生長帶來足夠的氧氣，達到生物分解目的。AO+MBBR 工藝的關鍵是特制生物填料，它為生物膜法在污水處理中的應用奠定基礎。

1.2 系統組成

本項目系統由調節池、缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池和消毒設備等組成。經集成，MBBR 一體化污水處理設備占地面積小，投資省，建設周期短，運行管理簡便，能耗低，運行費用低廉，處理效率高。采用AO+MBBR 工藝，可以提高污水處理效率，縮短水力停留時間，減小設備體積。

1.3 指標分析方法

pH 測定采用雷磁PHBJ-261L 型水質pH 檢測儀，COD 測定采用重鉻酸鉀法，SS 測定采用稱量法，TN測定采用微量凱氏定氮法，NH3-N 測定采用水楊酸分光光度法，TP 測定采用鉬酸銨分光光度法，動植物油測定采用紅外分光測油儀。

2 運行效果分析

本項目設計進出水水質如表2 所示，處理對象為農村生活污水。設備運行穩定后，對實際進水和出水分別進行測定，取平均值，污水處理結果如表3 所示。由此可見，出水水質達到《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB 51/2626—2019）的一級標準。

表2 設計進出水水質

表3 實際進出水水質

表3數據顯示，進水COD濃度較大，達到316 mg/L，但是經過處理后，其值降到38 mg/L，去除率為88%，由此可以看出，該一體化農村污水處理項目效果非常理想；進水NH3-N 濃度為32 mg/L，但是經過處理后，其值降到7 mg/L，去除率達到78%，去除效果也很明顯，隨著曝氣池內硝化菌的增多，NH3-N 去除率會逐漸提高。

3 不同問題的處理建議

在后期運營中，項目可能出現進水水質超標、出水水質超標、進水量不足、進水量超負荷等問題。要堅持具體問題具體分析，有效處理各種問題。

3.1 進水水質超標

進水水質超標需要分情況分別對待，如果是短時的、突發的，一般不用處理，如果是長時間的、大幅度的，則需要更換污水處理設備，改進污水處理工藝。例如，對進水進行預處理，達到一定標準后再經污水處理設備處理。出現進水水質異常時，要盡快排查原因，能解決立即解決，同時向主管部門匯報，并做好水質樣品的采集和留存。當進水水質不合規，但是沒有超出設計標準的15%時，應調整相關參數并做好記錄，確保水質正常，同時向主管部門匯報；當進水水質超過設計標準的15%時，除了調整設備運行參數，還要改進工藝，確保出水水質在可控范圍內，同時向主管部門匯報；當進水水質明顯嚴重超過設計標準時，應立即向主管部門匯報，等待指示，同時將進水量關小，如1 h 后仍未好轉，應關閉閥門，停止污水進入；當進水水質超標特別嚴重時，應立即向主管部門報告，同時關閉閥門，停止進水。

3.2 出水水質超標

出水水質不達標的原因一般有3 種。一是進水水質達不到設計標準，這種情況可參照小節3.1 措施進行處理；二是污水處理設備出現故障，若設備故障由機電系統引起，要及時解決，若不是，則要啟用備用設備，同時積極排查故障原因；三是污水處理工藝，這種情況需要定時采集水樣進行測試，根據進水水質、沉淀池污泥濃度、曝氣池污泥濃度等數據選擇不同的處理方法，如增減污泥外回流量、調整送氧時間、曝氣量和污泥濃度等。

3.3 進水量不足

當進水量不足時，可利用提升泵房確保水泵正常運行，平穩進水，同時避免水泵在低液位長時間運行。進水量達不到設計進水量的50%時，要根據實際進水情況關閉部分一體化污水處理設備，未進水設備要不定時曝氣，確保污泥活性，同時監測溶解氧、pH 等生化指標，對工藝進行及時調整。

3.4 進水量超負荷

當進水量超過設計標準時，要及時清除柵渣，確保水量平穩。提升泵房生產能力不應超過設計標準。在水量突增初期，要監測溶解氧、pH 等生化指標，曝氣設備應開盡開，及時調整工藝。加大抽檢頻次，監測總出水、二沉池出水以及生化池上清液等。隨著溶解氧、pH 等生化指標的穩定，可以減少曝氣設備開啟臺數及頻率。

4 結論

成都市新都區農村污水處理項目能解決污水處理的技術難點，但是很多農村污水治理項目不持續，不重視建設與運維，污水治理成果沒有得到保持。為了構建長效的農村污水治理制度，必須因地制宜，堅持多措并舉。一是建立科學的運行維護方案。日常運行中，污水經一級提升泵泵至一體化污水處理設備，使污水能穩定處理，達標排放。污泥則進入污泥池，并定期采用吸泥車將污泥運至污泥處理單位進行脫水處理，污泥池上清液回流至調節池。二是建立完整的臺賬管理制度，如運營記錄臺賬、污泥記錄臺賬、在線監測記錄臺賬、維修記錄臺賬等。三是建立完善的運營管理制度，如安全操作、維護保養、班次交接等，把責任壓實，提高運營效率。