對北方地區典型村鎮生活污水處理工藝的研究

李沐慧

（沈陽賽思環境工程設計研究中心有限公司 遼寧沈陽 110167）

引言

隨著我國村鎮經濟水平的不斷提升，開展村鎮生活污水處理設施的建設、推進農村黑臭水體治理工作，積極推動農村基礎設施建設城鄉一體化，全面提高農村生活環境生態化[1]，落實“百村美麗、千村整潔”行動，是助力鄉村振興，改善鄉村居住環境的重要內容。為推進經濟增長和生態環境同步發展，依據北方地區村鎮的實際情況推薦適宜的生活污水處理工藝意義重大。

1 村鎮生活污水處理原則及主要特點

1.1 處理工藝選擇原則

村鎮生活污水處理工藝應遵循“因地制宜、城鄉統籌、分類處置、經濟適用、資源利用、分部實施”的原則。對現有的污水處理設施及排水管網進行充分利用，依據國家和地方財力并充分結合污水現有治理工程，確定工程規模的可行性，既有益環境保護又可以極大地發揮工程效益效果。工藝設計需充分考慮二次污染的防治以及廢氣產生安全防范，確保無異味產生、無噪音產生，減少對周圍環境的影響。

1.2 用水量及排放量

村鎮生活污水排放量的確定應考慮供水現狀、當地經濟情況、居民生活習慣、衛生設施現狀等因素。在條件允許的情況下，應通過實際調查數據來確定村鎮生活污水量。對于缺少調查數據或無法實際測量的，其用水量可參考表1。

表1 村鎮生活污水排放量參考值

村鎮生活污水排放量需要綜合排水管網設施現狀、衛生處理設施等因素確定，居民排水量通過實際調查數據來確定，在無法調查時，可通過洗浴排水或沖廁排水按照用水量70%～90%計算、洗滌排水按照用水量60%～80%計算、對于通過管道排放廚房廢水的按照用水量的60%～85%計算的方式確定。

1.3 村鎮生活污水水質特點

村鎮生活污水因排水類型不同導致水質差異較大，但重金屬和有毒有害物質含量較少，氮、磷、有機物濃度較高，具有良好的可生化性[2]。實際監測數據顯示，有機物濃度最高的為廁所污水，臭味產生較大；頭次洗衣污水和廚房污水的COD 含量很高，可高達1 萬mg/L 以上；廚房淘米用水總磷含量最高，磷洗衣污水次之；洗浴排水有機物濃度較低，水質較為干凈。

村鎮生活污水水質各項指標一般參考值為五日生化需氧量（BOD5）一般為100～250mg/L；化學需氧量（COD）一般為200～500mg/L；氨氮（NH3-N）一般為30～70mg/L；懸浮物（SS）一般為100～250mg/L。水質具體情況應在綜合當地水廁所排水、洗浴排水、廚房排水情況的基礎上確定。農村生活污水一般參考水質見表2。

表2 典型生活污水水質指標

2 村鎮生活污水典型處理工藝

村鎮生活污水處理基本工藝，一般依照處理單元組成來劃分，主要分為預處理、生物處理和深度處理[3]，具體處理流程見表3。預處理，處理對象為污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，但其處理后污水無法達到排放標準；生物處理，處理對象為污水中溶解狀態和呈膠體的有機污染物質，處理后污水中有機污染物含量可符合部分排放標準；深度處理，在生物處理之上對污水深度處理，用于去除污水中殘余有機物、氮和磷等污染物，出水可滿足高標準受納水體要求或回用要求。

表3 村鎮生活污水處理流程

2.1 戶級污水處理工藝

戶級污水處理設施宜采用一體化裝置。一體化污水處理裝置其具有一體化集成度高、效果好、結構緊湊、操作簡單、占地少的特點，適于處理分散農戶生活污水。進入一體化裝置的污水，應進行沉淀預處理，可利用村鎮化糞池。如,一體化裝置無法滿足出水要求時，可配套自然生物處理。

對于僅處理廁所糞便廢水的，建議采用“化糞池+自然生物處理”模式，或選用一體化處理裝置。對于處理對象為低濃度生活污水，如處理淋浴、居民洗衣和廚房污水，可采用人工濕地工藝進行處理，處理后的尾水直接排放或進行綜合利用。

2.1.1 凈化槽

礦體主要富集在靠近斷裂接觸面的兩層碎裂巖帶內，2號主礦體便賦存于九曲蔣家208斷裂所影響的第四層絹英巖化花崗質碎裂巖帶內，其具有品位高、形態簡單、規模巨大的特點，在李家莊和水旺莊礦區2號主礦體分別占該區總資源量的93.81%和70.90%(表6)。因此在受2條斷裂共同影響的區域內，鉆孔穿透淺部破頭青斷裂繼續鉆進至九曲蔣家208斷裂所控制的第四層絹英巖化花崗質碎裂巖帶是最為重要的找礦目標。

作為一種小型生活污水處理裝置，適用于分散型生活污水處理，處理后可就近排放至附近水體中，增強地區水循環。污水通過凈化槽分離沉淀，去除大顆粒，用于提高可生化性，其后利用填料來去除可溶性有機物。沉淀槽中應設置消毒裝置，用于消毒處理。

2.1.2 CWT 一體化設備

該設備利用“生物技術+膜技術”，具有安裝快捷、模塊化處理、效率高、能耗低等特點，無需設置看管人員。該設備可應用于新農村建設、水源水質要求高或城鎮分散型點污染源等。

2.1.3 無動力污水處理工藝

該工藝具有工程投入少、工程簡便、治污效果好、運行費用低等優勢，因地制宜利用各村的廢棄水塘和低洼地進行工程建設，適用于有可利用閑置土地的地區。

2.1.3.1 水解酸化+人工濕地工藝

將化糞池、廚房、淋浴間等生活污水通過村鎮管網、暗渠等自流進入，首先通過格柵池對垃圾及大顆粒懸浮物進行過濾，然后進行厭氧水解酸化，設施出水通過自流進入人工濕地單元，利用濕地植物、微生物對有機污染物進行分解、攔截及吸附。

2.1.3.2 單級生物濾池工藝

2.1.3.3 地下滲濾技術

污水收集后經過化糞池等預處理措施，進入地下滲濾單元，在土壤毛管和滲濾作用下，運動至周圍基質層，利用物理、化學和生物聯合作用，使水與污染物分離，污染物通過物理吸附和化學吸附被截留在土壤中，然后經過微生物降解、硝化反硝化等進行降解去除。處理過的水通過滲濾作用向下滲透，并通過集水管排出系統。

2.2 村級污水處理工藝

采用好氧生物處理設施，可有效去除有機物。采用缺氧與好氧生物組合設施，可有效去除有機物和總氮。采用缺氧-好氧生物組合設施，可有效去除有機物、總氮和總磷。對于生物處理設施出水無法滿足要求時，可增加自然生物處理工藝[4]。

2.2.1 單一生物處理工藝

該方案適用地區為可利用的閑置土地有限。生物處理工藝利用好氧生物處理技術，如A2/O池、AO 池、MBR 系統、生物接觸氧化池等。為保證處理效果，好氧池的溶解氧含量宜保持在2mg/L 以上。

2.2.2 生態組合技術處理工藝

該方案適用地區為對出水水質要求高，或有可利用閑置土地的地區。對于出水水質要求高、水環境敏感、或利用生物處理方式出水水質無法滿足排放水體要求標準的，建議配套應用人工濕地、穩定塘等深度處理工藝。

2.3 工程實例簡介

2.3.1 北方某農家院戶級污水處理工藝

該農家院主要處理農家院排放的洗浴水、廚房水、廁所水等生活用水，無有毒有害性工業廢水，設計規模為5m3/d，出水用于農田灌溉回用水，綜合考慮選用CWT 工藝進行污水處理。污水經污水管網進入，先利用預處理池預沉降，后通過格柵截留污水中懸浮污染物，之后進入調節池去除污水中的懸浮顆粒，保證后續處理系統正常運行，最后通過提升泵提升至生化池進行生化處理。因出水用于農田灌溉，需要同時滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A 標準及《城市污水再生利用農田灌溉用水水質》（GB20922-2007），故設計出水指標執行最嚴格值。工程進水、出水指標詳見表4。

表4 農家院污水處理站進、出水水質

2.3.2 北方某村村級污水處理工藝

該村采用A/O 處理工藝，處理村莊生活污水，設計規模為2000m3/d。工程采用先進合理、技術可靠、維修方便、管理簡單、投資少、運行費用低的缺氧-好氧處理工藝，處理設施采用以地下鋼筋混凝土結構的形式為主，工藝流程見圖1。該工藝出水標準可達到《遼寧省污水綜合排放標準》（DB21/1627-2008）中一級B 標準。工程進水、出水水質詳見表5。

圖1 北方某村污水處理工藝流程圖

表5 村級生活污水治理工程進、出水水質

結語

村鎮生活污水處理工藝應因地制宜的選取適宜的工藝，特別是在北方地區，冬季寒冷需要采用地埋式或其他污水處理工藝來增強保溫效果[5]。加強村鎮生活污水處理設施的規劃、設計、建設及管理。村鎮污水處理設施選址還需結合村莊的建設規劃，綜合污水排放特點、管網高程、地形特點和地區主導風向等確定，選擇地點應選用土地利用價值低、地勢低洼、主導風向為下風向的地段，且原則上應避開水源地等生態敏感地區[6]。污水處理工程建設及運行需保障行洪安全，排放口避免自然水體或雨水倒灌進入。