太湖流域農村生活污水處理工程的應用分析

林常源，楊建成，宋增忠

（1.山東中車華騰環保科技有限公司；2.中國中車污水處理與真空排水技術研發中心，濟南 250022；3.臨沂市城市排水維護管理處，山東 臨沂 276000）

近年來，國家持續加大太湖水污染治理的力度，水質已經得到顯著改善，但是太湖仍存在突發性水污染的風險。根據太湖流域排水特點及環境需求，人們可以選擇小型污水處理設備與人工濕地組合的方式，以實現農村生活污水的全收集、全處理。這種組合工藝具有工藝成熟、結構簡單、出水穩定、壽命周期長及便于運維等優點[1]。

1 設計方案

生活污水主要分為黑水（沖廁污水）和灰水（廚房污水、洗浴污水等）兩個部分。在收集過程中，項目采取雨污分流的形式，所有住戶生活污水收集至小型污水處理設備，經處理后排入人工濕地系統進行深度處理，最終實現達標排放[2]。

1.1 設計進出水水質

在現場調研的基礎上，筆者參考《江蘇省村莊生活污水治理適宜技術及建設指南》，設計出進出水水質，如表1所示。

1.2 設計方案

選取太湖流域一典型村莊進行調研，筆者參照《江蘇省村莊生活污水治理適宜技術及建設指南》中農村居民用水量，考慮到后續人口的增加及村居設施的發展，確定居民每天生活用水量為100 L/人，污水排放量按實際用水量的85%計算。結合村內住戶分布及地形特征，設置4套小型污水處理設備，處理量分別為1 t/d、2 t/d、5 t/d和5 t/d，設備出水排入潛流式人工濕地系統進行深度處理后達標排放[3]。

表1 設計進出水

2 去除效果分析

污水生化需氧量/化學需氧量（BOD5/CODcr）值是判定污水可生化性的最簡便易行和最常用的方法，一般認為BOD5/CODcr＞0.45時可生化性較好，BOD5/CODcr＜0.3時較難生化。根據設計進水水質指標，BOD5/CODcr=0.57＞0.45，屬于可生化的污水。

2.1 對COD的去除效果

由圖1可知，系統運行穩定后，對COD去除效果明顯。監測數據統計顯示，進水濃度在39～172 mg/L，平均濃度為100.68 mg/L，出水濃度在11～37.9 mg/L，平均濃度為26.23 mg/L。組合系統對COD的去除率在64.46%～89.37%，平均去除率為73.76%。處理后COD濃度均保持在《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A要求的50 mg/L以下。

2.2 對NH3-N的去除效果

由圖2可知，系統運行穩定后，對NH3-N具有良好的處理效果，監測數據統計顯示，進水濃度在6.19～49.1 mg/L，平均濃度為23.85 mg/L；出水濃度在1.8～5.58 mg/L，平均濃度為4.11 mg/L。本組合系統對NH3-N的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率為82.37%。處理后NH3-N濃度滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A要求的5（8）mg/L以下。

2.3 對TN的去除效果

影響TN處理效果的因素主要有碳源是否充足、氨氮的硝化效果以及溫度的高低。由圖3可知，系統運行穩定后，對TN的去除效果較好，監測數據統計顯示，進水濃度在19～87.1 mg/L，平均濃度為50.91 mg/L；出水濃度在8.03～15.3 mg/L，平均濃度為12.46 mg/L。組合系統對TN的去除率在66.23%～85.37%，平均去除率為75.22%。處理后TN濃度均保持在《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A指標要求的15 mg/L以下。

2.4 對TP的去除效果

由圖4可知，系統運行穩定后，在正常進水條件下，對TP有較好的去除效果。監測數據統計顯示，進水濃度在2.3～18.9 mg/L，平均濃度為7.44 mg/L；出水濃度在0.43～1.83 mg/L，平均濃度為0.77 mg/L。組合系統對TP的去除率在87.07%～91.98%，平均去除率為90.23%。5月16日總磷濃度為18.9 mg/L,遠超出設計進水指標。經調研，濃度超高的原因是農戶在洗滌嬰兒衣物時使用了大量含磷洗衣皂，影響進水水質指標。當總磷濃度滿足設計要求的3～6 mg/L時，出水能夠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A要求的0.5 mg/L以下。

圖1 COD的去除效果

圖2 NH3-N的去除效果

圖3 TN的去除效果

圖4 TP的去除效果

2.5 對SS的去除效果

由圖5可知，運行穩定后處理系統對SS處理效果較好。監測數據統計顯示，進水濃度在8～45 mg/L，平均濃度為19 mg/L；出水濃度在4～9 mg/L，平均濃度為6 mg/L。系統對SS的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率為66%。處理后SS濃度均符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準10 mg/L的要求。

2.6 運行總結

2.6.1 TP的去除

針對部分農村地區或住戶總磷濃度較高、排水周期性等問題，項目的調研、設計及施工過程應注意到這一點，人們可以設置小型調節池進行水質調節，或者添加其他簡易除磷的方式，確保處理水質達標排放。

圖5 SS的去除效果

2.6.2 運維管理

農村污水處理的關鍵在于后期的運維管理。組合處理工藝具有施工簡單、管路埋深淺、出水穩定等特點，后期運維管理相對簡單易行，適合在太湖流域及經濟基礎較好的廣大農村地區進行推廣。

3 結語

小型一體化污水處理設備與人工濕地組合工藝處理太湖流域農村生活污水，實現了污水的有效收集和處理。在正常工況條件下，系統對COD、NH3-N、TN、TP、SS的去除率分別可以達到73.76%、82.37%、75.22%、90.23%和66%。該工藝根據住戶污水排放量確定設備選型，獨立設計、獨立施工，確保污水處理設施的針對性，整體上保證了出水的穩定性，在實現農村污水處理和達到排放要求的同時，還會產生一定的環境效益和經濟效益。此工藝具有運行穩定、運維簡單等特點便于維護和管理，對于其他不宜統一納管收集且土地資源較為豐富的農村地區來說也具有廣泛的推廣意義。

1 呂錫武.小型分散式農村生活污水生物生態組合工藝除磷脫氮的理論與實踐[J].環境科技，2012，25（8）：28

2 干 鋼，唐 毅，郝曉偉，等.日本凈化槽技術在農村生活污水處理中的應用[J].環境工程學報，2013，7（5）：1791-1796

3 姜珊珊.人工濕地技術及其在我國的發展現狀[J].科技致富向導，2011，（9）：106