浙江省農村生活污水一體化處理設備主流工藝差異化分析與研究

摘要：通過對浙江省部分農村地區農村生活污水一體化處理設備應用情況的調研，總結出目前主流的4類處理工藝，即傳統活性污泥法、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池、膜生物反應器。分別對上述4類工藝的4臺典型設備進行調試培菌、處理效能、運維管理等方面的研究分析，并綜合對比其設備性能、技術參數、經濟效益等方面的差異化。

關鍵詞：農村生活污水；處理工藝；一體化處理設備；差異化

引言

農村生活污水處理是農村環境綜合治理的重要內容，是保護水資源、改善農村居住環境、提升農村居民生活質量的惠民工程，是推進城鄉一體化建設的基礎設施項目，是建設社會主義新農村的必然要求[1]。

浙江省農村生活污水治理工作開始得比較早，始于2003年的“千村示范，萬村整治”工程，經過10年的探索與積累，于2013年作出了“五水共治、治污先行”的工作部署，并于2014年全面展開農村生活污水治理工作[2]。2019年通過了《浙江省農村生活污水處理設施管理條例》（國內首個針對處理設施管理的地方性法規），從法律層面保障了農村生活污水治理的實施[3]。2021年7月，浙江省人民政府辦公廳關于印發浙江省農村生活污水治理“強基增效雙提標”行動方案（2021-2025年）發布，指出“力爭用5年時間，初步實現治理體系和治理能力現代化”。到2021年底，各縣（市、區）完成農村生活污水治理建設規劃編制并組織實施；到2023年底，水環境功能重要地區、人口相對集聚地區等重點區域農村生活污水治理行政村覆蓋率和出水水質達標率均達到95%以上；到2025年底，所有地區農村生活污水治理實現雙達標，標準化運維實現全覆蓋。

據“浙江省農村生活污水管理平臺”數據統計，全省40000余座一體化集中處理設施中，主要由傳統活性污泥法、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池、膜生物反應器4大工藝類型組成，其中傳統活性污泥法占比達62.15%，生物接觸氧化法占比達17.85%，曝氣生物濾池占比達7.84%，膜生物反應器占比達12.16%，如圖1所示。

日益增加的需求量給浙江省農村生活污水一體化處理設備的選擇帶來了種種問題。本研究在目前浙江省農村生活污水一體化處理設備主流應用的工藝類型中分別選取1臺設備進行系統分析和梳理對比，為相關模式的選擇推廣提供理論支持。

1材料與方法

1.1一體化處理設備

本研究跟蹤的4套一體化處理設備的技術參數如表1所示。

1.2 檢測項目及方法

本研究所選取的污水水質檢測項目及方法如表2所示。

2 結果與分析

2.1 設備出水檢測與分析

本研究通過對4臺、進水條件近乎相同、處理水量相近、相同檢測時間、分別屬于4類工藝類型的典型一體化處理設備進行出水水質跟蹤監測。在一體化處理設備安裝調試完成后，系統運行穩定，完成設備培菌調試后于2023年7月15日～28日期間，進行為期14d的水樣采集分析，進水采用污水處理廠廠區內沉砂池出水。如圖2所示，經由一體化污水處理設備處理的出水，水質感官程度顯著提升，出水較亮且澄清，本研究在此基礎上對水質進行進一步分析。

2.1.1 傳統活性污泥法進出水水質情況及去除效果分析

經檢測，傳統活性污泥法設備出水水質滿足浙江省地方標準《農村生活污水集中處理設施水污染物排放標準》（DB 33/973-2021）一級標準。檢測期內，懸浮物（SS）進水濃度在104～148mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為11mg/L，最高為17mg/L；平均去除率為88.4%，去除率相對較低。

如圖3所示，在進入檢測期的14d內，氨氮（NH3-N）出水濃度最低為0.118mg/L，最高為1.08mg/L，去除率維持在97.9%～99.7%的區間范圍內，處理效果好，但在檢測期的最后1日出水濃度達到1.55mg/L，去除率下降到95.5%，證明在設備運行過程中，厭氧段和好氧段是否正常運行決定了NH3-N的去除率。

如圖4所示，化學需氧量（COD）進水濃度在7月19日、7月22日、7日25日波動較大，經過培菌期馴化后的活性污泥，具有良好的COD降解性能，出水濃度最低為8mg/L，最高為20mg/L，平均去除率為95.1%。設備運維的頻次相對其它工藝較多，在與其它3大類工藝類型相比的過程中，體現出了污泥產量高的特點，處理不及時易發生污泥膨脹的現象。在能耗方面，測試期間設備電耗指標為1.10kWh/m3。

2.1.2 生物接觸氧化法進出水水質情況及去除效果分析

經檢測，生物接觸氧化法設備出水水質滿足DB 33/973-2021中的一級標準。檢測期內，SS進水濃度在92～140mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為8mg/L，最高為13mg/L；平均去除率為90.7%。

如圖3所示，NH3-N進水濃度在0.118～2.65mg/L的區間范圍內，出水濃度最低為0.144mg/L，最高為2.65mg/L，在檢測期的前2日內，NH3-N的去除率相對較低，聯系培菌期的相關情況，說明設備的調試周期相對較長，對于高濃度的進水處理相對較差。

如圖4所示，COD進水濃度在187～471mg/L的區間范圍內，可能是由于監測期間多雨，雨污未及時分流導致了水質波動較大的情況；出水濃度最低為9mg/L，最高為33mg/L，平均去除率為93.0%，總體較為穩定。基于檢測后期的數據可以看出，設備出水水質相對穩定，基本維持在98%～99%，運行穩定性好。在能耗方面，測試期間設備電耗指標為 0.52kWh/m3。

2.1.3 曝氣生物濾池進出水水質情況及去除效果分析

經檢測，曝氣生物濾池設備出水水質滿足DB 33/973-2021中的一級標準。檢測期內，SS進水濃度在94～116mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為7mg/L，最高為10mg/L，平均去除率為91.9%，去除效果相對較好。

如圖3所示，NH3-N進水濃度在28.9～

33.1mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為4.15mg/L，最高為14.2mg/L；平均去除率為69.8%。

如圖4所示，COD進水濃度在221～379mg/L

的區間范圍內；出水濃度最低為23mg/L，最高為42mg/L；平均去除率為89.2%，在進水水質相對波動較大的情況下，維持著較為平穩的去除率，出水水質穩定。在能耗方面，測試期間設備電耗指標為0.31kWh/m3。

2.1.4 膜生物反應器進出水水質情況及去除效果分析

經檢測，膜生物反應器設備出水水質滿足DB 33/973-2021中的一級標準。檢測期內，SS進水濃度在90～144mg/L的區間范圍內。出水濃度最低為6mg/L，最高為10mg/L，平均去除率為92.6%。

如圖3所示，NH3-N進水濃度在45.8～

61.5mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為0.576mg/L，最高為1.27mg/L；平均去除率為98.4%。

如圖4所示，COD進水濃度在279～

428mg/L的區間范圍內；出水濃度最低為

13mg/L，最高為31mg/L；平均去除率為93.8%。

根據數據分析可知，在進水濃度相對較高的情況下，去除率相對較低，體現出設備對于進水水質的要求相對較高。在檢測期間，污泥產量相對于傳統活性污泥法較少，在運維的過程中，設備體現出了結構簡單、調整方便的特點。在能耗方面，測試期間設備電耗指標為3.19kWh/m3。

通過對4臺設備為期14d的進出水監測，基于對3項指標（SS、NH3-N、COD）的分析，得出了關于4種不同工藝類型的一體化處理設備的結論與分析。傳統活性污泥法的培菌期短，生物接觸氧化法設備的運行穩定性好，曝氣生物濾池的污染物去除效果好，膜生物反應器的設備結構簡單、調整方便。

2.2 設備技術和經濟指標分析

根據對一體化處理設備水質跟蹤的為期14d檢測，獲得4種工藝類型的技術、性能、經濟指標的信息，并對其進行分析，如表3所示。

位于平原，經濟相對較發達的地區，可選擇傳統活性污泥法和曝氣生物濾池2大工藝類型。傳統活性污泥法雖然污泥產量較高，運維頻次相對較多，但是對于污染物的去除效果較好，同時培菌期短，投入使用的效率較高，適用于具備一定經濟條件的農村地區。曝氣生物濾池雖然設備投資費用相對較高，且對運維人員有一定的要求，對維護技術要求較高，但該工藝的污染物處理效果最好，出水穩定性好，適合對于污水排放標準要求相對較高的農村地區。

位于山區，經濟相對欠發達的地區，可選擇生物接觸氧化法和膜生物反應器2大工藝類型。生物接觸氧化法雖然調試周期相對較長，但在經過培菌和調試期后，其運維的頻次相對傳統活性污泥法較低，運維的技術難度也比較小，運維簡便，適合運維人員不常駐及對于運維要求相對較低的經濟欠發達農村地區。雖然膜生物反應器工藝污泥的產量相對較高，但其結構簡單，運維調整方便，同樣適合運維人員不常駐及對于運維要求相對較低的經濟欠發達農村地區。

綜合而言，基于農村生活污水不同特性，以及當地基建條件、經濟發展的相關情況，在選擇一體化處理設備上，應做到因地制宜，在農村人口分布、經濟社會發展及環境保護要求的基礎上，確定農村生活污水的排放標準，科學選擇最適合的工藝類型。

3討論

我國幅員遼闊，由于不同的農村在經濟、技術、基建、人才方面的發展情況不盡相同，因此存在各地區對于處理工藝選擇不統一的情況，本研究旨在對于一體化處理設備的選擇提供理論支持。如，在經濟相對較發達的平原地區，由于對出水水質要求高，以及對于投入使用的時效性要求較高，且在能耗、運維人員的支持上力度較大，因此可因地制宜選擇相關設備；在經濟相對較落后的山地地區，由于地理位置較偏僻、經濟方面的支持較低、運維人員運維次數相對較少，因此需要出水穩定、運維頻次較低的一體化處理設備。

結語

浙江省在農村生活污水處理上走在了全國前列，可積極深究不同地區農村生活污水的特點，選擇適合的工藝類型，制定相關的可行性方案，推進農村生活污水治理，走出一條人與自然和諧相處、經濟社會與生態環境相得益彰的可持續發展新路，為建設美麗鄉村美麗中國貢獻一份力量。

參考文獻

[1]葉紅玉，馮洪波，姚軼，等.浙江省農村生活污水處理設施排入和排放標準簡議[J].中國給水排水，2023，39（01）：7-11.

[2]徐志榮，葉紅玉，卓明，等.浙江省農村生活污水處理現狀及其對策[J].生態與農村環境學報，2015，31（04）：473-477.

[3]賀雷蕾，葉紅玉，劉銳.浙江農村生活污水治理標準體系現狀及發展建議[J].環境污染與防治，2022，44（09）：1261-1265.

作者簡介

唐占譜（1991—），男，漢族，浙江杭州人，本科，工程師，主要從事農村生活污水治理與資源化工作。