分散式污水處理技術應用分析

徐鋒，石張，張釗彬

（深圳市瑞清環保科技有限公司，廣東深圳 518073）

1 引言

近年來，國家相繼出臺了《農村人居環境整治提升五年行動方案（2021—2025 年）》 《“十四五”土壤、地下水和農村生態環境保護規劃》《農業農村污染治理攻堅戰行動方案（2021—2025 年）》（環土壤〔2022〕8 號）等相關要求，農村生活污水治理成為農村人居環境綜合整治工作的一項重要內容， 關系到農村人居和生態環境的持續改善，事關農民群眾健康，以及美麗中國建設。 因此，迫切需要加大農村污水治理技術的研發力度，以提高污水治理效率，盡可能實現農村污水的全收集、全處理目標。

2 農村生活污水排放問題

根據相關數據統計，我國2020 年的村鎮污水排放總量達337.1 億t，但污水處理率卻僅約為31%，其余近69%均直接就近排放至周圍受納水體。 農村污水治理仍存在點多面廣、隨機性強、處理模式單一、資金缺乏、效益低等問題。 隨著人們生活水平的提高， 農村生活污水的水質發生了很大的改變， 富含氮、磷等營養物質，還存在著許多細菌、蟲卵、病毒，各污染物濃度明顯提高。 污水直接排入周圍河道受納水體，會導致河道水體發臭變黑、蚊蠅滋生等問題的大量爆發，因此，必須對農村污水采取行之有效的治理措施后，再進行排放。

農村生活污水主要來源為廚房污水、衛生間污水、洗滌污水、養殖污水、公共廁所污水、餐飲經營污水等，排放時間主要以白天排放污水為主，夜間污水排放量較少，且白天一般集中在早中晚三餐時間段，排放不具連續性，且水質波動大。

我國地域遼闊，加之農村地形復雜，經濟發展水平較低，各村鎮距離遠，因此，污水不能通過市政管網統一收集，具有高度分散的特點[1]。

3 分散式污水處理技術應用分析

3.1 一體化A2O污水處理技術

A2O 技術是一種典型的脫氮除磷工藝，主要由厭氧段、缺氧段、好氧段組成。而一體化A2O 污水處理技術則是將3 段生化反應集中于一體化設備內完成，設備在加工廠完成加工，現場直接吊裝就位即可，設備占地面積少，施工周期短、靈活性強。 采用該污水處理技術，厭氧、缺氧、好氧三段式生化反應分工明確， 能夠根據進水條件和出水要求人為控制3 段運轉條件，保證污水處理的質量和效率。

一體化A2O 污水處理技術全工藝流程為： 污水首先經污水管網收集，然后依次進入格柵井、沉砂池、調節池、一體化A2O 污水處理設施，最后經沉淀處理后達標排放。 工藝流程簡單。

一體化A2O 污水處理技術較為成熟：

1）具有完整的脫氮除磷環節，總的水力停留時間也少于同類其他工藝；

2）污染物去除效率高，運行穩定，有較好的耐沖擊負荷；

3）在厭氧—缺氧—好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，污泥體積指數SVI 一般小于100 mL/g，不會發生污泥膨脹；

4）采用一體化建造方式，有利于總成本控制和運營管理，對周邊環境影響較小，不會造成太大干擾。

但是脫氮效果因為受混合液回流比大小的影響， 除磷效果則受回流污泥中夾帶溶解氧和硝酸態氧的影響， 因而脫氨除磷效率不是很高，且污泥中磷含量高，一般為2.5%以上[2]。

3.2 一體化MBR污水處理技術

MBR 技術全稱為膜生物反應器， 有效結合了膜分離技術和活性污泥法，在20 世紀末得以發展應用。 一體化MBR 污水處理技術同樣采用了一體化設計方法， 在節約用地、 安裝施工、運維管理等方面具有較強的優勢。 采用該技術不需要沉淀池進行固液分離，使用微濾膜分離技術，替代傳統活性淤泥法中的沉淀單元和過濾單元，活性污泥不會隨出水流失，污水經過管網收集后，依次通過格柵井、集水井、調節池，到達一體化MBR 污水處理設備進行處理后，即可達標排放。

一體化MBR 污水處理技術具有較高的污染物去除效率，可抗污泥膨脹，出水效果好；而且處理工藝流程較短，便于靈活操控；減少了沉淀池和過濾池，占地面積更小；且能通過保持較低污泥負荷的方式降低污水中的污泥量。 但在一體化MBR 設備中，膜組件成本較高，系統運行能耗和費用高，需要運營維護管理人員具有較強的專業性[3]，且單一的MBR 處理工藝對氮磷的去除率較低， 通常是將其與其他工藝相結合，比如，淹沒式MBR、序批式MBR、間歇式活性污泥法MBR 等[4]。

3.3 COF 污水處理技術

COF 無動力分散式污水處理設備， 是基于廣大農村地區項目特點以及對無動力設備的需求開發的一種新型污水處理設備。 其核心采用多級AO+高效填料，使微生物附著生長，極大地提高了設備的處理效率及運行穩定性。 同時，根據實際建設和運維需求，以及節能減排的政策要求，研發出了SSU 太陽能供電系統，該系統具有供電穩定、使用壽命長的特性，徹底解決了接電難、設備邊界不清的問題[5]，實現了有效運行的無動力和無人值守目標。 污水自管道進入一體化設備，設備中設有預沉淀段，將污水中的垃圾、浮渣等進行截留，后流至多級AO 段，AO 段內均采用獨特的高生物載量的固定生物填料，使微生物大量附著生長，抗沖擊負荷強，通過復合微生物高效生化處理，去除水中的污染物，然后流經混合設備和沉淀設備，進一步去除污水中的總磷和SS 后達標排放。 由于采用集成設備形式，此類工藝的建設成本會比常規工藝高一些。

3.4 CAF 應急污水處理技術

CAF 污水處理技術 是在傳統的BAF 工藝的基礎上，通過新型填料設計，擴大填料比表面積及傳氧率，從而極快地實現去除COD、氨氮等黑臭水體的影響因子，結合高密度沉淀或者磁混凝沉淀等單元使用，可進一步去除TP、SS 等其他污染指標， 適用于占地面積有限， 建設周期短的污水處理需求項目，在黑臭河道處理、應急污水處理等方面體現出了較強的適用性。

CAF 技術是在曝氣生物濾池的基礎上，通過水力優化、微生物強化等技術創新，實現了對COD、氨氮等污染物的同步、深度去除。 CAF 保留了BAF 效率高、占地省的優點，解決了易堵塞、曝氣不均、運行管理復雜等缺點，無須設置反沖洗水池，反沖洗周期延長10 倍以上[6]。CAF 技術填料填充比高，前段需要單獨配套預處理工藝聯合使用。

3.5 人工濕地技術

人工濕地技術是依照自然濕地模擬建造人工生態系統，采用填料—水生生物—微生物的三重協同作用，以基質吸附、過濾、襯墊、植物吸收、離子交換與微生物降解為基礎，污水經過過濾、吸附、沉淀等一系列系統的處理后，達標排放。 水生生物是利用光合作用將溶解氧從根莖傳輸至桿部， 構成好氧環境，而距離根部較遠的位置則形成厭氧環境，因此，人工濕地能夠依次產生好氧和厭氧環境， 為處理污水提供了良好的生物反應條件。

采用人工濕地污水處理技術，初期投資少，運行費用低，且對運營管理要求較低，比較適用于中小型村莊污水處理。 通過多樣性的植物選擇，不僅能夠獲得良好的景觀效果，還可以達到調節氣候、緩解熱島效應的目的。 但是，人工濕地技術對濕地面積要求較高，對于用地緊張的村莊，存在較大的土地協調難度，而且在氣候、溫差較大的區域，植物的吸收能力存在明顯變化，難以保證穩定的污水處理效果[7]。

3.6 高負荷生物濾池技術

高負荷生物濾池技術是生物濾池技術中的一種， 主要通過菌種在濾料上截留掛膜、繁殖，形成成熟的生物膜，然后利用生物膜進行污水處理。 與普通生物濾池相比，高負荷生物濾池技術具有更強的水力負荷和BOD5 負荷承受能力，因此，污水處理效果更好。

該技術有效結合了懸浮物濾床截留和生物接觸氧化功能，在濾池中分布著較高濃度的微生物，可以高效去除水中的懸浮物、COD 等物質。

高負荷生物濾池技術對進水的SS 要求較高，所以需增設預處理設備；對曝氣要求高，曝氣量不足，將會影響污水處理工藝的穩定性，曝氣量過高，又會導致后續反硝化碳源不足，額外增加運行費用[8]。

4 結語

綜上所述， 農村生活污水治理是全面提升農村生活環境質量的重要途徑， 是農村生態文明建設及鄉村振興戰略的重要組成部分，因此，必須對其進行處理，達標后方可排放。 農村環境錯綜復雜，南北方差異大，不同經濟發展水平地區的水質情況也不盡相同。 各種農村污水處理工藝各有其工藝特點及優缺點，農村生活污水治理需針對地區環境條件、經濟水平、污水的排放規律及水質特點，選擇合適的處理工藝、處理方式和建設方式，在出水水質穩定達標、長期可靠運行的基礎上，應綜合考慮農村的實際經濟情況， 所選工藝需具有低建設成本、低運行費用、低運行管理及低技術要求，以保證污水處理站長期穩定、可靠、有效的運行。