貴州農村生活污水無動力處理研究

冉全+蒙桂娥+王京

摘要： 結合貴州山區具有地勢落差的地形條件，設計了“跌水生物接觸氧化+氧化塘”的工藝處理方式處理農村生活污水，通過對處理裝置3～5月的監測表明，CODcr、TN、TP的出水平均濃度為42、4.0和0.41 mg/L，平均去除率分別為79%、69%、78%。出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級排放標準，依靠地勢落差實現無動力消耗運轉。

關鍵詞： 農村生活污水;無動力;跌水

中圖分類號：X506 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? 文章編號：0439-8114（2014）12-2794-03

Unpowered Treatment of Rural Domestic Sewage in Guizhou Province

RAN Quan，MENG Gui-e，WANG Jing

（Department of Chemical Engineering， Guizhou Industry Polytechnic College， Guiyang 550008， China）

Abstract：Considering conditions of Guizhou mountain region， the “waterfall aeration contact oxidation +oxidation pond” process of the treatment of rural domestic sewage was designed. Monitoring the processing plant from March to May showed that the average concentrations of CODcr，TN and TP in the water outlet were 42，4.0 and 0.41 mg/L， respectively. The average removal rate of CODcr， TN and TP reached above 79%， 69%， and 78%， respectively. The water quality reached ClassⅠspecified with the standard of Discharge Standards of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants （GB 18918-2002）. The process depend on terrain realized the function without power consumption.

Key words：rural domestic sewage; unpower; drop

隨著城鎮化和工業化進程的快速發展，農村生活污水的排放量呈現不斷加大的趨勢[1，2]，農村生活污水具有面廣分散、來源多、增長快、污水成分復雜、水質及水量變化大的特征[3]。長期以來，由于重視不夠、治理資金短缺和對農村水體環境保護意識的淡薄[4，5]，未經處理的生活污水任意排放，嚴重污染農村的生態環境[6，7]，城市污水處理的工藝和經驗不能滿足農村生活污水處理的要求[8]，需要采用投資少、運行費用低、工藝簡單、容易管理的技術才能解決農村生活污水處理問題[9]。貴州省主要是山區，具有較大的地勢落差，針對貴州地形條件，設計“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對農村生活污水進行處理研究，試驗裝置設在貴陽市烏當區新堡村。

1 ?材料與方法

1.1 ?處理水質情況

處理水質為貴州同凈環保科技有限公司生活區的污水，生活區污水包括職工宿舍和食堂產生的廢水，每天排水量大約4.0 m3。水質情況見表1。

1.2 ?試驗裝置及分析方法

1.2.1 ?試驗裝置 ?接觸氧化池采用四級跌水，設4個單池，總體積為1.35 m3，跌水高度0.5 m。池體采用焊接鋼板，池內裝填彈性填料，池中設隔板，水流從隔板一側流入，穿過隔板底部，從另一側流出。第一個單池體積為0.6 m3，后3個單池體積均為0.25 m3。出水設置出水堰，采用900三角堰。考慮到工廠有1個水池，將水池改造成氧化塘，氧化塘的表面面積為（8×6） m2，水深為1 m。并在在該氧化塘中投放魚苗。

工藝中水流是完全靠自然流動，在山區該處理裝置就可以依山而建，靠水的重力作用流過處理單元，在運行過程中沒有動力消耗，完全實現無動力消耗運轉，只需要一次性投入基建費用，降低鄉村生活污水的處理費用。

1.2.2 ?分析方法 ?試驗用水取自公司職工生活廢水，采樣分析頻度為每5 d采樣1 次，3個采樣點分別是接觸氧化池進水口、出水口和氧化塘出水口，從2013年3月至5月連續監測3個月，共采樣分析13次;水樣檢測在貴州工業職業技術學院環境監測實驗室進行，檢測的主要指標是 CODCr，TN和TP ;檢測分析方法：CODcr用重鉻酸鉀法，TN 用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法（GB11894- 89），TP 用鉬銻抗分光光度法（GB11893- 89）。

1.3 ?試驗周期

裝置于2012年12月建成并進行了掛膜調試，采樣分析時間從2013年3月至5月。

2 ?結果與分析

2.1 ?CODcr的除出效果

進水CODcr濃度比較低，在153～256 mg/L之間，出水平均濃度為42 mg/L，平均去除率為79%（圖1），4、5月氣溫比3月高，去除率有所增加，說明對于生物法處理污水，氣溫會影響污染物的去除效果，在氣溫較低的季節為了保證去除效果可以考慮加設保溫裝置。endprint

2.2 ?TN的除出效果

進水TN濃度在8.0～23.0 mg/L之間波動，出水TN濃度維持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（圖2），TN的去除沒有出現如CODcr一樣的變化趨勢，在檢測的時間段內都保持在一定范圍內波動，這可能是因為TN的去除主要是發生在氧化塘中，而氧化塘受氣溫的影響要比跌水池小的原因。

2.3 ?TP的除出效果

進水TP濃度比較低，在1.10～2.50 mg/L之間變動;出水TP濃度在0.50 mg/L以下，平均濃度0.41 mg/L;平均去除率為78%（圖3），TP的去除率與TN的變化較為接近，因為TP的去除也主要是發生在氧化塘中。為了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加廢棄的土磚塊、廢棄陶瓷等以增加P的吸附。

2.4 ?去除效果分布情況

處理裝置對CODcr的去除主要發生在跌水接觸氧化池中，去除率為58%，另外一部分去除在氧化塘中產生21%的去除率;而TN、TP的去除主要發生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分別為10%、9%，在氧化塘中的去除率分別為59%、69%，去除率的分布見圖4。

3 ?討論

跌水充氧在污水處理中已經得到應用。在自然跌水曝氣下水道溝渠處理技術中，CODcr去除率為61%～92%;NH4+-N、TN去除率為26%～64%、30%～45%[10];厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr和TN的平均去除率達81%和83%，TP的平均去除率在進水TP>1.5 mg/L時達82%，在進水TP<1.5 mg/L時為72%[11]。厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分別為68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接觸氧化池主要去除CODcr，人工濕地主要去除TN、TP[12]。

此處理系統采用“跌水生物接觸氧化+氧化塘”處理生活污水，裝置依山而建，接觸氧化池出水沒有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流過處理單元。CODcr、TN、TP的平均去除率分別為79%、69%、78%，CODcr的去除主要發生在接觸氧化池，TN、TP的去除主要發生在氧化塘，這與跌水接觸氧化池在太湖地區情況的應用基本一致，

4 ?小結

1）CODcr、TN、TP的出水平均濃度為42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分別為79%、69%和78%。出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級排放標準，依靠地勢落差實現無動力消耗運轉。

2）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對生活污水的處理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接觸氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分別為58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分別為21%、59%、69%。

3）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝投資少、工藝簡單、無需動力消耗、管理容易，在有地勢落差的農村地區生活污水處理可以考慮采用此工藝。

參考文獻：

[1] 黃天寅，馬 ?奕，吳 ?瑋，等.蘇州地區農村生活污水治理研究[J].中國給水排水，2012，28（4）：11-15.

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[5] RATAJCZAK M， LAROCHE E， BERTHE T，et al. Influence of hydrological conditions on the Escherichia coli population structure in the water of a creek on a rural watershed[J]. BMC Microbiology，2010，dol：l0.1186/1471-2180-10-222.

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[9] 徐洪斌，呂錫武，李先寧，等.太湖流域農村生活污水污染現狀調查研究[J].農業環境科學學報，2007，26（S1）：375-378.

[10] 何 ?強，秦梓荃，周 ?健，等.山地小城鎮污水自然跌水曝氣下水道溝渠處理技術研究[J].給水排水，2012，38（7）：39-42.

[11] 吳 ?磊，呂錫武，李先寧，等. 厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地處理農村污水[J]. 中國給水排水，2007，23（3）：57-59.

[12] 唐 ?晶，呂錫武，吳琦平，等. 生物、生態組合技術處理農村生活污水研究[J]. 中國給水排水，2008，24（17）：1-4.endprint

2.2 ?TN的除出效果

進水TN濃度在8.0～23.0 mg/L之間波動，出水TN濃度維持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（圖2），TN的去除沒有出現如CODcr一樣的變化趨勢，在檢測的時間段內都保持在一定范圍內波動，這可能是因為TN的去除主要是發生在氧化塘中，而氧化塘受氣溫的影響要比跌水池小的原因。

2.3 ?TP的除出效果

進水TP濃度比較低，在1.10～2.50 mg/L之間變動;出水TP濃度在0.50 mg/L以下，平均濃度0.41 mg/L;平均去除率為78%（圖3），TP的去除率與TN的變化較為接近，因為TP的去除也主要是發生在氧化塘中。為了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加廢棄的土磚塊、廢棄陶瓷等以增加P的吸附。

2.4 ?去除效果分布情況

處理裝置對CODcr的去除主要發生在跌水接觸氧化池中，去除率為58%，另外一部分去除在氧化塘中產生21%的去除率;而TN、TP的去除主要發生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分別為10%、9%，在氧化塘中的去除率分別為59%、69%，去除率的分布見圖4。

3 ?討論

跌水充氧在污水處理中已經得到應用。在自然跌水曝氣下水道溝渠處理技術中，CODcr去除率為61%～92%;NH4+-N、TN去除率為26%～64%、30%～45%[10];厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr和TN的平均去除率達81%和83%，TP的平均去除率在進水TP>1.5 mg/L時達82%，在進水TP<1.5 mg/L時為72%[11]。厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分別為68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接觸氧化池主要去除CODcr，人工濕地主要去除TN、TP[12]。

此處理系統采用“跌水生物接觸氧化+氧化塘”處理生活污水，裝置依山而建，接觸氧化池出水沒有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流過處理單元。CODcr、TN、TP的平均去除率分別為79%、69%、78%，CODcr的去除主要發生在接觸氧化池，TN、TP的去除主要發生在氧化塘，這與跌水接觸氧化池在太湖地區情況的應用基本一致，

4 ?小結

1）CODcr、TN、TP的出水平均濃度為42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分別為79%、69%和78%。出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級排放標準，依靠地勢落差實現無動力消耗運轉。

2）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對生活污水的處理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接觸氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分別為58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分別為21%、59%、69%。

3）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝投資少、工藝簡單、無需動力消耗、管理容易，在有地勢落差的農村地區生活污水處理可以考慮采用此工藝。

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[12] 唐 ?晶，呂錫武，吳琦平，等. 生物、生態組合技術處理農村生活污水研究[J]. 中國給水排水，2008，24（17）：1-4.endprint

2.2 ?TN的除出效果

進水TN濃度在8.0～23.0 mg/L之間波動，出水TN濃度維持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（圖2），TN的去除沒有出現如CODcr一樣的變化趨勢，在檢測的時間段內都保持在一定范圍內波動，這可能是因為TN的去除主要是發生在氧化塘中，而氧化塘受氣溫的影響要比跌水池小的原因。

2.3 ?TP的除出效果

進水TP濃度比較低，在1.10～2.50 mg/L之間變動;出水TP濃度在0.50 mg/L以下，平均濃度0.41 mg/L;平均去除率為78%（圖3），TP的去除率與TN的變化較為接近，因為TP的去除也主要是發生在氧化塘中。為了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加廢棄的土磚塊、廢棄陶瓷等以增加P的吸附。

2.4 ?去除效果分布情況

處理裝置對CODcr的去除主要發生在跌水接觸氧化池中，去除率為58%，另外一部分去除在氧化塘中產生21%的去除率;而TN、TP的去除主要發生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分別為10%、9%，在氧化塘中的去除率分別為59%、69%，去除率的分布見圖4。

3 ?討論

跌水充氧在污水處理中已經得到應用。在自然跌水曝氣下水道溝渠處理技術中，CODcr去除率為61%～92%;NH4+-N、TN去除率為26%～64%、30%～45%[10];厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr和TN的平均去除率達81%和83%，TP的平均去除率在進水TP>1.5 mg/L時達82%，在進水TP<1.5 mg/L時為72%[11]。厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝處理農村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分別為68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接觸氧化池主要去除CODcr，人工濕地主要去除TN、TP[12]。

此處理系統采用“跌水生物接觸氧化+氧化塘”處理生活污水，裝置依山而建，接觸氧化池出水沒有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流過處理單元。CODcr、TN、TP的平均去除率分別為79%、69%、78%，CODcr的去除主要發生在接觸氧化池，TN、TP的去除主要發生在氧化塘，這與跌水接觸氧化池在太湖地區情況的應用基本一致，

4 ?小結

1）CODcr、TN、TP的出水平均濃度為42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分別為79%、69%和78%。出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級排放標準，依靠地勢落差實現無動力消耗運轉。

2）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對生活污水的處理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接觸氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分別為58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分別為21%、59%、69%。

3）“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝投資少、工藝簡單、無需動力消耗、管理容易，在有地勢落差的農村地區生活污水處理可以考慮采用此工藝。

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[12] 唐 ?晶，呂錫武，吳琦平，等. 生物、生態組合技術處理農村生活污水研究[J]. 中國給水排水，2008，24（17）：1-4.endprint