農村生活污水處理裝置設計及應用

談偉強，潘國強

（宜興市創新環保有限公司，江蘇 宜興 214205）

隨著我國工業化、城鎮化和農業現代化進程的不斷加快，人口持續增加，農村環境形勢嚴峻，至今仍有78%的建制村未建設污水處理設施，生活污水隨意排放[1、2]。《全國農村環境綜合整治“十三五”規劃》指出，要因地制宜選取農村生活和垃圾污水治理技術和模式，重點在村莊密度較高、人口較多的地區，開展農村生活垃圾和污水治理，要求生活污水處理率≥60%。然而我國農村生活污水由于人口數量多、分布范圍散、收集難度大、水質不穩定、污染物濃度高、水量變化大等原因，導致處理難度大，嚴重污染了農村的生態環境，直接威脅廣大農民群眾的身體健康及農村的經濟發展[3、4]。針對我國南方及中部農村地區小水量生活污水處理，在傳統化糞池和高效凈化槽的設計和應用的基礎上，開發一體化生活污水處理裝置并考察其試運行效果，以期為農村生活污水處理提供技術支撐。

1 工程概況

1.1 工程設計

項目設計采用連續運行方式，運行能力為24m3/d，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B標準。設計余量及進、出水水質見表1。

表1 設計進、出水水質

1.2 工藝流程

目前，國內的農村生活污水處理技術多采用A/O-人工濕地[1]、A/O-生態塘、A2/O-人工濕地[2]、生物接觸氧化[3]、生物滴濾-人工濕地[5]、曝氣生物濾池[6]、厭氧生物濾池[7]等，但上述技術存在設施占地面積大、抗沖擊負荷力差、出水水質不穩定等問題[6]。近年來，一體化生活污水處理裝置因具有占地面積小、處理費用低、操作簡單、可集成多種工藝等優點得到廣泛應用[8～10]。為確保農村生活污水出水質量，項目在傳統化糞池和高效凈化槽的設計和應用基礎上，結合厭氧、好氧技術處理優勢，建立達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B排放標準的污水處理工藝流程，具體工藝流程如下圖。

農村生活污水處理裝置工藝流程圖

生活污水通過格柵去除大顆粒懸浮物質后進入一體化裝置，污水在厭氧區自下而上與陶粒充分接觸反應，去除部分COD和色度；隨后污水進入好氧區，在曝氣作用下進一步去除水中COD、BOD5和NH3-N等污染物，經澄清后從出水堰排出。

1.3 參數設計

裝置集厭氧區和好氧區為一體，采用碳鋼材料加工而成，為圓筒狀結構。厭氧區裝有孔隙率高、吸附性能好且粒徑為10～20mm的陶粒，填充密度為70%，有效容積為8m3，水力停留時間為16h；好氧區裝有彈性填料，填充密度為70%，填料底部設有曝氣器，有效容積為16m3，水力停留時間為8h。

2 運行情況

2.1 運行效果分析

設備在安裝調試且運行一段時間后，于2017年3～6月對COD、BOD5、NH3-N及pH等主要指標進行了采樣分析，結果見表2。由表2可知，4月時COD出水濃度最高（54.8mg/L），污染物去除率為82.2%；6月時BOD5出水濃度最高（15.8mg/L），污染物去除率為90.2%；3月時NH3-N出水濃度最高（3.3mg/L），污染物去除率為82.2%。設備穩定運行后，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值為7.4～7.5，出水指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。

表2 進、出水水質監測結果

2.2 工程經濟分析

工程總投資17.6萬元，其中基建費用1.8萬元，一體化生活污水處理設備及其他費用共計15.8萬元。設備24小時連續運行，無需額外使用混凝、絮凝等藥劑，運行維護簡單，僅需電耗。此外，設備排泥量少，運行期間基本無剩余污泥產生，污泥處理處置成本可忽略不計。設備日耗電量為14.2kW·h，按當地電費價格0.58元/kW·h計算，則處理成本約為0.34元/m3。該設備的處理量為24m3/d，僅適用于我國南方及中部農村地區小水量生活污水處理的集中式處理，與其他同類設備相比，運行成本具有明顯優勢，工程應用前景廣闊。

3 結論

采用一體化生活污水處理裝置處理農村地區集中式小水量生活污水，具有占地面積小、投資成本低、處理效果好、運行費用低、操作簡單、便于管理等優點。一體化生活污水處理中試結果表明，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值為7.4～7.5，出水指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。該設備對集中式小水量農村生活污水具有較好的處理效果，與其他同類設備相比，運行成本具有明顯優勢，工程應用前景廣闊。

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