四川某丘陵地區農村分散式生活污水處理工藝及應用

辜 清，譚 軍，王祉寧

(1.四川省天晟源環保股份有限公司,四川 成都 610000；2.四川省地質礦產勘查開發局成都水文隊，四川 成都 610000)

1 引言

隨著我國農村居民生活水平的迅速提高，農村生活污水的產生量及污水濃度均在不斷增加，而隨意排放的生活污水將對農村的生態環境造成嚴重影響[1～8]，甚至導致湖庫的富營養化。由于四川某丘陵地區農村人口居住較分散，農村生活污水主要來源于廁所沖水、洗滌用水、廚房污水等[9～12]，使得農村生活污水濃度較低，水質、水量波動較大，污水排放日變化系數一般可達3.0～5.0[13，14]，污水中含有較高的有機物、SS等[15，16]，污水可生化性強。針對該生活污水的水質水量特點，本方案采用格柵+調節池+一體化處理設備(厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)處理后達到《四川省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB51/2626-2019)的一級標準后外排環境。

2 廢水處理工藝

2.1 廢水的水質、水量

本項目共涉及四川某丘陵地區8個鄉鎮共17個村的農村污水處理，其中規模為10t/d的污水設施10處，規模為20t/d的污水設施7處。由于該區域屬于岷江、沱江流域重點控制區域內，為減少污染物的排放，故本項目污水設施排放均執行《四川省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB51/2626-2019)的一級標準。該廢水進出水指標見表1。

表1 進、出水水質指標

2.2 工藝流程的確定

本項目污水來水不均勻程度較高，水質、水量波動較大，因此必須考慮在前端設置均質均量的調節池；本項目污水為生活污水，預估BOD5/CODcr值大于0.35，可生化性較高，適宜采用生化處理工藝；根據污水排放的要求，該污水處理工藝除了應去除污水中的有機物污染物質，還應能去除氨氮、總磷等污染物。因此，根據污水進水水質情況，本項目工藝流程圖如圖1所示(實線框內的為一體化污水處理設備)。

圖1 污水處理工藝流程

3 主要構筑物及設備

3.1 10 t/d污水設施主要構筑物及設備參數

3.1.1 一體化預處理設備

格柵池：數量1座；碳鋼結構，地下設置；尺寸為1 m×0.7 m×1 m；人工格柵1套，材質為不銹鋼。調節池：數量1座；碳鋼結構，地下設置； 尺寸為2.5 m×1.5 m×1.5 m；潛水泵2臺，一用一備，浮球液位計2個。

3.1.2 一體化設備

厭氧池：數量1套；尺寸為0.5 m×1.5 m×1.5 m；池內設置立體彈性填料0.7 m3，填料支架1套。缺氧池：數量1套；尺寸為0.5 m×1.5 m×1.5 m；池內設置立體彈性填料0.7m3，填料支架1套。好氧池：數量1套；尺寸為1.5 m×1.5 m×1.5 m，氣水比15∶1，池內設置立體組合填料2.1 m3，填料支架1套，材質為碳鋼防腐，硝化液回流泵2臺，一用一備。沉淀池：數量1套，尺寸為1 m×1.5 m×1.5 m，中心筒1套，污泥回流泵2臺，一用一備；排泥泵1臺。消毒池：主要放置紫外線消毒器，數量1套，尺寸為1 m×1.5 m×1.5 m。污泥池：數量1套。

3.1.3 控制柜

控制柜主要安放設備，包括控制系統、曝氣風機等。數量1臺，不銹鋼，室外防雨型，尺寸為0.8 m×0.8 m×1.5 m，電磁曝氣泵，2臺，一用一備。

3.1.4 微型水質自動監測系統

主要安放在線檢測裝置，數量1座，不銹鋼，室外防雨型，設備包括電磁流量計、懸浮物、pH值、氨氮水質在線檢測裝置等。

3.2 20 t/d污水設施主要構筑物及設備參數

3.2.1 一體化預處理設備

格柵池：數量1座；碳鋼結構，地下設置；尺寸為1 m×0.7 m×1 m；人工格柵1套，材質為不銹鋼。調節池：數量1座；碳鋼結構，地下設置； 尺寸為2.5 m×1.5 m×1.5 m；潛水泵2臺，一用一備，浮球液位計2個。

3.2.2 一體化設備

厭氧池：數量1套；尺寸為0.5 m×2.0 m×2.0 m；池內設置立體彈性填料1.0 m3，填料支架1套。缺氧池：數量1套；尺寸為0.5 m×2.0 m×2.0 m；池內設置立體彈性填料1.0 m3，填料支架1套。好氧池：數量1套；尺寸為1.5 m×2.0 m×2.0 m，氣水比15∶1，池內設置立體組合填料4.2 m3，填料支架1套，材質為碳鋼防腐，硝化液回流泵2臺，一用一備。沉淀池：數量1套，尺寸為1 m×2.0 m×2.0 m，中心筒1套，污泥回流泵2臺，一用一備；排泥泵1臺。消毒池：主要放置紫外線消毒器，數量1套，尺寸為1 m×2.0 m×2.0 m。污泥池：數量1套。

3.2.3 控制柜

控制柜主要安放設備，包括控制系統、曝氣風機等。數量1臺，不銹鋼，室外防雨型，尺寸為0.8 m×0.8 m×1.5 m，電磁曝氣泵，2臺，一用一備。

3.2.4 微型水質自動監測系統

主要安放在線檢測裝置，數量1座，不銹鋼，室外防雨型，設備包括電磁流量計、懸浮物、pH值、氨氮水質在線檢測裝置等。

4 出水效果分析

四川某丘陵地區8個鄉鎮共17個村的農村污水處理設備安裝完成并經調試運行穩定后，經第三方環境檢測機構對17個污水處理設施的出水進行了監測，出水水質監測結果見圖2～圖4。

圖2 pH值、SS、TN監測結果

圖3 TP、NH4-N監測結果

圖4 CODcr監測結果

根據圖2～圖4廢水出水水質監測的結果，經格柵+調節池+一體化處理設備(厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)處理后，項目17個農村污水分散式處理設施出水均達到《四川省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB51/2626-2019)的一級標準要求；其中pH值變化范圍為6.71～7.67，平均值為7.12；SS變化范圍為6.00～11.00 mg/L，平均值為7.94 mg/L；TN變化范圍為2.21～12.90 mg/L，平均值為7.59 mg/L；CODcr變化范圍為10.00～40.00 mg/L，平均值為16.76 mg/L；TP變化范圍為0.14～1.22 mg/L，平均值為0.58 mg/L；NH4-N變化范圍為0.46～5.61 mg/L，平均值為2.00 mg/L。

5 經濟技指標

本項目10 t/d污水設施總占地面積約為30 m2，投資約21萬元，其中設備投資18萬元、土建投資為3萬元；20 t/d污水設施總占地面積約為40 m2，投資約25萬元，其中設備投資21萬元、土建投資為4萬元；一體化設備均采用地埋式，設備安裝完成后地表均進行了綠化處理。本項目主要運行費用主要為電費，約為0.56元/m3，因此采用該工藝用于農村分散式生活污水處理經濟上可行。

6 運行中存在的主要問題

該項目污水處理設施在運行過程中出水水質不穩定，TN、CODcr、TP、NH4-N等主要出水指標變化幅度大，變化范圍分別為2.21～12.90 mg/L、10.00～40.00 mg/L、0.14～1.22 mg/L、0.46～5.61 mg/L，其原因主要如下。

(1)農村污水管道建設不完善，存在跑冒滴漏的情況，污水收集率低從而導致污水中營養物質不足、水力負荷降低。營養物質不足影響污水設施中活性污泥的生長；水力負荷降低易造成污泥沉淀，導致污泥解體，致使污水處理設施無法正常運行，出水水質不穩定。

(2)農村污水管道雨污分流不充分，雨季部分雨水進入污水管道，導致污水設施進水水質濃度較低，污水中CODcr、BOD5、氨氮、總磷等營養物質不足，污泥流失現象較嚴重，導致出水水質不穩定。

(3)由于缺乏有經驗的運維人員，設施在運行過程中出現故障時無法及時解決，污水處理設施易出現無法正常運行，出水水質不穩定等情況。

7 結論

(1)經過項目的運行結果表明，項目廢水采用格柵+調節池+一體化處理設備(厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)處理后可達到《四川省農村生活污水處理設施水污染物排放標準》(DB51/2626-2019)的一級標準。

(2)本項目運行費用主要為電費，處理費用約為0.56元/m3，因此采用A2O工藝處理農村分散式生活污水經濟上可行。

8 建議

(1)建議加大農村污水管網的建設，提高污水收集率；同時對污水管道存在跑冒滴漏的情況進行檢修和維護，確保污水設施正常運行。

(2)建議對分散式農村污水處理設施增加在線監控系統，掌握污水設施的運行狀況，能及時發現并解決出現的故障，大大減少污水設施管理人員的工作量。