集約式小型污水處理設備在村污水治理中應用及設計案例分析

黃好通

[摘要]農(nóng)村污水處理存在處理規(guī)模小，征地難，資金有限及缺乏專業(yè)運行人員等特點，集約式小型污水處理設備通過集成機械結構設計，可以廣泛應用于分散式農(nóng)村污水處理。分析了集約式小型污水處理設備的特點和設備放置方式的選擇，同時介紹了設計案例分析，為分散式農(nóng)村污水處理的治理提供參考。

[關鍵詞]農(nóng)村污水;集約式小型污水處理設備;污水治理

文章編號：2095-4085（2019）06 -0021 -03

農(nóng)村生活污水具有污水量小，比較分散，水量變化大，污水濃度低且變化大，可生化性好等特點。現(xiàn)狀我國農(nóng)村污水處理具有以下特點。處理規(guī)模小，征地難，資金有限及缺乏專業(yè)運行人員。隨著“美麗鄉(xiāng)村”和“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的推進，為從根本上實現(xiàn)農(nóng)村人居環(huán)境明顯改善，農(nóng)村生活污水治理勢在必行。

用于農(nóng)村污水的處理技術主要有化糞池，土地處理，濕地處理，活性污泥法和生物膜法。集約式小型生活污水處理設備將一種或多種不同技術單元進行科學集成后，可以實現(xiàn)工廠化整體制作或者能實現(xiàn)現(xiàn)場安裝的污水處理裝置。一般處理能力在500m3/d以內(nèi)，處理工藝主要是A/O法及A2/0法以及接觸氧化法等，適用于處理量小，分散廣，難以集中收集處理的分散式農(nóng)村污水處理。

1集約式小型污水處理設備的特點

1.1占地少，節(jié)省土地

集約式污水處理設備通過集約式機械結構設計，將主要處理單元集約成一體，節(jié)約各處理單元的空間，占地面積小。集約式小型污水處理設備放置在地表，也可以放置在地下。地下式設備埋于地表下，設備的上部可以浮動作為廣場或者綠化，因此地下式不占地表面積，相比地上式更加節(jié)省土地。

1.2易于安裝，造價低，運行費用低

集約式污水處理設備可以實現(xiàn)工廠化整體制作或者能實現(xiàn)現(xiàn)場安裝，一般設備采用內(nèi)涂玻璃鋼結構，抗老化耐腐蝕及質(zhì)量輕的特點，全套裝置施工簡單，施工工期短，造價低。同時設備能耗小，且可以實現(xiàn)無人值守，整體運行費永剛較低。

1.3運行安全可靠，運營操作簡便

集約式污水處理設備所有的設備均可實現(xiàn)自動化精確控制，正常運行時候基本不需要專人運行管理，運行安全可靠，僅需定期對設備進行維護和保養(yǎng)即可，運行操作簡單，特別適合專業(yè)人員缺乏地區(qū)的污水處理，

2設備放置方式的選擇

集約式小型污水處理設備放置在地表，也可以放置在地下。兩種方式各有優(yōu)缺點。將污水處理設備安裝在地面上，必須配套建設保溫房，因此占用一定的地表空間，同時噪音，臭氣等對環(huán)境影響較大。優(yōu)點是由于設備放置在地表，設備出現(xiàn)故障時候，檢修方便，再者設備放置環(huán)境較好，使用壽命長，污水處理設備受環(huán)境因素影響較小，因此，應用相對廣泛。

將污水處理設備放置于地下，稱為地埋式污水處理設備。因為它可以埋在地下，設備上部覆土后可以作為廣場或綠地，因此節(jié)約空間和土地。地埋式污水處理設備噪音小，臭味少，對環(huán)境的影響較小。但是由于它埋在地下，一旦設備故障，維修不方便，同時還要考慮設備的防凍及場地防洪等。地埋式污水處理設備對環(huán)境的適應性不強，這是最大的缺點，一般用于土地緊張，環(huán)境要求較高的地方。

3集約式污水處理設備設計案例分析

3.1案例概況

案例選擇某新型農(nóng)村社區(qū)的處理，主要處理社區(qū)居民的日常生活污水，處理規(guī)模為80m3/d，該污水可生化性好，較容易處理，進水主要指標如下：COD≤400mg/L， BODs≤220mg/L， SS≤220mg/，氨氮≤35mg/L，總磷≤3.5mg/L，pH為6-9。出水達到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920- 2002）中綠化，沖廁用水的水質(zhì)要求。

3.2工藝流程分析（圖1）

根據(jù)進水水質(zhì)特性分析和出水水質(zhì)要求，確定選擇以生物接觸氧化為主體的工藝，具體處理工藝流程如下。

3.2.1各工段說明

（1）水力篩水力篩能的作用是為了防止后續(xù)水泵和管道堵塞，能夠連續(xù)自動去除污水中大的懸浮物和漂浮物，減輕后續(xù)處理構筑物和設備的壓力，確保正常運行。

（2） -體化設備及機械過濾器一體化設備包括調(diào)節(jié)水解池、缺氧池、生化池、沉淀池、中間池和中水池6個部分，配以機械過濾器及附件設備，可以完成污水的處理和中水的產(chǎn)生全過程，從而保證出水達標回用。

3.2.2占地情況

本工程位于地下車庫，占地尺寸為6.5m×16.5m，約108m2。

3.3主要工段設計

（1）調(diào)節(jié)水解池調(diào)節(jié)水解池由池體、填料和布水、排泥系統(tǒng)組成。污水進入調(diào)節(jié)水解池主要有兩個作用。第一，進行污水水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均一。該項目的生活污水水量和水質(zhì)在一天不同時段存在較大差異和變化，為使后續(xù)工段正常運行，減輕污水的高峰流量和濃度的負荷沖擊，在水解調(diào)節(jié)池內(nèi)將高濃度和低濃度的水進行調(diào)節(jié)混合，保證后續(xù)處理單位的進水水質(zhì)和水量相對穩(wěn)定，便于生化處理階段的穩(wěn)定運行。第二，利用生物的厭氧發(fā)酵的水解階段，將固體物質(zhì)厭氧發(fā)酵降解為溶解性物質(zhì)，大分子物質(zhì)降解為小分子。調(diào)節(jié)水解池把反應控制在酸化階段完成之前，設計時水力停留時間短，效率高，同時提高了污水的可生化性。主要的設計參數(shù)：停留時間8.7h。

（2）缺氧池缺氧池半軟性填料，在池內(nèi)菌的作用下，利用調(diào)節(jié)區(qū)來水補充碳源，對回流硝化液進行反硝化脫氮，保證出水總氮達標，同時去除部分COD，節(jié)約好氧處理費用。主要設計參數(shù)：水力停留時間HRT=3.1h。

（3）生化池生化池污水處理的主體處理單元，生化池主要包含池體，填料，布水系統(tǒng)和曝氣等部分。污水自缺氧池進入生化池底部，上向流動中污水與填料接觸，微生物附著在填料載體上，接觸過程中有機物被微生物吸附，氧化分解，部分轉(zhuǎn)化為新的生物膜，污水得到凈化[1] 。相對于生物濾池和其他生物膜法，生物接觸氧化工藝兼具活性污泥的特性，可以靈活實現(xiàn)有機負荷的調(diào)節(jié)，并且克服堵塞現(xiàn)象。該工藝處理效果好，停留處理時間短。COD去除率可達70%～90%，污泥產(chǎn)生量少，污泥產(chǎn)率約為0.2kg-0.4kg干污泥/（lkgCOD去除），運行中可以避免污泥膨脹，無需污泥回流，從而出水水質(zhì)的相對穩(wěn)定。主要設計參數(shù)：水力停留時間為HRT=8.8h，BOD負荷：0.64kgBOD5/m3填料.d。

（4）沉淀池沉淀池進行好氧生化出水的固液分離。除去生化池中老化的生物膜等固體物質(zhì)，屬于生化處理的一個重要組成部分。沉淀池設計為斜管沉淀池，占地面積小，處理效果較好，比較適合于集約式小型污水處理設施。主要設計參數(shù)：表面負荷取1.Om3/m2.h。

（5）中間池收集沉淀池出水，以便將其提升至機械過濾器進行深度處理。主要設計參數(shù)：停留時間為40min。

（6）機械過濾器用于進一步去除沉淀后水中的細小懸浮雜質(zhì)，改善出水水質(zhì)，使其達到回用要求。主要設計參數(shù)：濾速v=6.6m/h。

（7）中水池過濾后的水儲存于中水池中，加藥消毒后回用或外排。

3.4各處理單元的處理效果

各單元處理效果見表1。

3.5運行成本及效益分析

（1）運行費用運行費用主要包含電費，藥劑費用及維護工人員工資等，單位處理成本約2.4元/t（含再生水供水電耗）。

（2）效益分析工程建成運行后，每年可減少向周圍環(huán)境排放污染負荷為COD= 10.22t，BOD5=6.13t，SS =6.13t。污水處理后完全達到了《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》的標準，再生利用，每年可節(jié)約水資源29200t，水費以2.9元/m3計，年可節(jié)約水資源費為8.47萬元。可減少農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理對周圍水系的影響，為從根本上實現(xiàn)農(nóng)村人居環(huán)境明顯改善，保障了人民身體健康。

3.6綜合評述

本工程采用了主體為生物接觸氧化工藝集約型小型污水處理設備，工藝較為成熟和先進，工程中使用的設備比較節(jié)能，技術的先進性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性相結合，不僅降低了工程造價及運行費用，又能保障污水的處理效果，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益，環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。

4結論

農(nóng)村生活污水具有污水量小，比較分散，水量變化大，污水濃度低且變化大，可生化性好等特點。集約式污水處理設備最大處理規(guī)模500m3/d，通過集約式集成機械結構設計，具有占地少，造價低，全自動運行，運行成本低，處理效果好，能滿足出水水質(zhì)要求，在分散式農(nóng)村污水處理中具有廣泛的引用前景。

參考文獻：

[1]關學彬，林彰文，呂淑果，海南農(nóng)村污水處理模式分析[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2015，（09）：43-45.