村莊污水處理工藝淺議

劉嘉夫，齊 昕

(重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶402160)

0 引言

國(guó)務(wù)院提出要穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境綜合整治，開(kāi)展農(nóng)村排水建設(shè)，搞好污水處理，改善農(nóng)村人居環(huán)境。近些年，國(guó)家和地方投入大量資金開(kāi)展農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)，提高了農(nóng)村居民生活的質(zhì)量，但排水量也隨之增多，農(nóng)村污水不治理，水體污染將越來(lái)越嚴(yán)重。加強(qiáng)村莊生活污水的處理，是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容。

新標(biāo)準(zhǔn)《村莊污水處理設(shè)施技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T163 -2011)于2012 年3 月1 日起實(shí)施，指導(dǎo)村莊污水處理工程的實(shí)施。通常，村莊人口規(guī)模小，居住分散，污水處理與城鎮(zhèn)相比有一定的區(qū)別，選擇合適的污水處理工藝對(duì)于解決農(nóng)村水污染問(wèn)題具有現(xiàn)實(shí)意義。筆者從事給水排水專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與教學(xué)工作，為了更好認(rèn)識(shí)和使用新標(biāo)準(zhǔn)，提出一些自己的理解。

1 村莊污水處理特點(diǎn)分析

村莊是指居民生產(chǎn)和生活未達(dá)到建制鎮(zhèn)標(biāo)準(zhǔn)的聚居點(diǎn)，村莊人口通常在5000 人以下，包括行政村、自然村以及分散農(nóng)戶(hù)。我國(guó)目前有60 多萬(wàn)個(gè)行政村和250 多萬(wàn)自然村，農(nóng)村人口約為7.6 億，而對(duì)生活污水進(jìn)行某種程度處理的只占3%［1］。大量農(nóng)村污水未經(jīng)處理直接排入水體，已成為河流湖泊富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境污染的主要原因之一。

村莊污水處理的特點(diǎn)是:①隨著農(nóng)村生活水平的提高，水沖廁所在農(nóng)戶(hù)開(kāi)始普及，洗滌用水增加較快，村莊污水總量很大，但是作為個(gè)體村莊，水量規(guī)模很小。②住戶(hù)分散，通過(guò)管網(wǎng)收集污水有困難，不同地域農(nóng)戶(hù)用水習(xí)慣不同，沒(méi)有固定的上下班作息時(shí)間，水質(zhì)、水量變化大，排放無(wú)規(guī)律。③維護(hù)管理技術(shù)人才及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏。

2 村莊污水處理常用技術(shù)

2.1 生物處理技術(shù)

2.1.1 淹沒(méi)式生物濾池

淹沒(méi)式生物濾池是生物膜法的一種，是指供微生物生長(zhǎng)的填料全部淹沒(méi)在污水中，按照去除不同污染物的要求分為好氧式、兼氧式和厭氧式三種。好氧式是指采用人工供氧方式的構(gòu)筑物;厭氧式是指不采用人工供氧方式的構(gòu)筑物。好氧式淹沒(méi)生物濾池，其BOD5去除率為65%～90%，厭氧式淹沒(méi)生物濾池，其BOD5去除率為50%以上。淹沒(méi)式生物濾池技術(shù)適用于處理規(guī)模為單戶(hù)、多戶(hù)的中小型污水處理設(shè)施及200 人以上自然村的污水處理站［2］。

2.1.2 高負(fù)荷生物濾池

高負(fù)荷生物濾池是生物膜法的一種，又稱(chēng)滴濾池，其構(gòu)造和濾料與普通生物濾池相同，但其水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷都比普通生物濾池高，具有凈化效果好、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于可用地面積少、地形坡度大和進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)大的污水處理站有較好的適用性，能夠應(yīng)用于不同氣溫和海拔高度的村莊。高負(fù)荷生物濾池適用于200 人以上處理規(guī)模的自然村或中小型聚居地的污水處理。

2.1.3 常規(guī)曝氣池

常規(guī)曝氣池是活性污泥法的基本模式，需向反應(yīng)池中鼓入空氣，使溶解氧保持在2 mg/L 左右，利用池內(nèi)懸浮生長(zhǎng)的菌膠團(tuán)降解污染物。污水進(jìn)入活性污泥處理單元前應(yīng)進(jìn)行預(yù)沉淀處理，并應(yīng)設(shè)置初級(jí)沉淀池。常規(guī)曝氣池適用于500 人以上處理規(guī)模的自然村的污水處理站。

2.1.4 氧化溝

氧化溝是活性污泥法的一種變形，又名氧化渠，外形呈封閉環(huán)狀，其特點(diǎn)是通過(guò)表面機(jī)械曝氣使混合液在溝內(nèi)不中斷地循環(huán)流動(dòng)，分別形成厭氧、缺氧和好氧段。服務(wù)人口在100 人以上的自然村落的污水可采用氧化溝工藝處理。

2.1.5 A/O 法

A/O 工藝法，也叫厭氧好氧工藝法，A 是厭氧段，主要用于脫氮除磷;O 是好氧段，主要用于去除水中的有機(jī)物。A/O 法特點(diǎn)是在去除有機(jī)物的同時(shí)去除氮。硝化池的池型通常采用普通推流式曝氣池。適用于處理規(guī)模在500 人以上且有脫氮要求的污水處理站。

2.2 生態(tài)處理技術(shù)

2.2.1 人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)是通過(guò)人工建造和控制來(lái)運(yùn)行與沼澤地類(lèi)似的地面，將污水投配到濕地上，使污水在濕地土壤縫隙和表面沿一定方向流動(dòng)，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理［3］。

2.2.2 土地處理技術(shù)

土地處理技術(shù)是指污水經(jīng)過(guò)一定程度的預(yù)處理，然后有控制地投配到土地上，利用土壤—微生物—植物生態(tài)系統(tǒng)的自?xún)艄δ芎妥晕艺{(diào)控機(jī)制，通過(guò)一系列物理、化學(xué)和生物化學(xué)等過(guò)程，使污水達(dá)到預(yù)定處理效果，并對(duì)污水中氮、磷等資源加以利用，使其成為植物自身營(yíng)養(yǎng)成分［4，5］。

2.2.3 穩(wěn)定塘處理技術(shù)

穩(wěn)定塘處理技術(shù)是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?，建成池塘，并設(shè)置圍堤和防滲層，依靠塘內(nèi)生長(zhǎng)的微生物來(lái)處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理污水中的有機(jī)污染物。

3 村莊污水處理工藝選擇

村莊污水處理根據(jù)村莊人口、地形地貌和地質(zhì)特點(diǎn)、住宅分布等情況，可采用分散處理或集中處理的模式，需根據(jù)處理規(guī)模和去除目標(biāo)的不同選擇污水處理技術(shù)與工藝。

3.1 污水分散處理

污水不便于統(tǒng)一收集的村莊，可采用單戶(hù)或多戶(hù)收集處理的分散處理模式。處理規(guī)模為100 人以下的可采用小型處理設(shè)施，小型處理設(shè)施可用以淹沒(méi)式生物濾池為主體的一體化設(shè)備或人工濕地［2］。污水進(jìn)入淹沒(méi)式生物濾池單元處理前應(yīng)進(jìn)行預(yù)沉淀處理，可采用已建成化糞池或沼氣池作為預(yù)沉淀處理單元。沒(méi)有已建成化糞池或沼氣池的預(yù)處理設(shè)施應(yīng)在一體化設(shè)施內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池。

一體化處理設(shè)施的處理模式及工藝流程可根據(jù)去除目標(biāo)的不同采取以下幾種模式。

1)主要針對(duì)COD 去除的一體化處理設(shè)施有下列兩種模式，分別見(jiàn)圖1 和圖2。

圖1 去除COD 工藝流程模式1

圖2 去除COD 工藝流程模式2

2)既有去除COD 又有去除總氮要求的一體化處理設(shè)施工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 有除氮要求的工藝流程

3.2 污水集中處理

當(dāng)農(nóng)戶(hù)集中居住，污水便于統(tǒng)一收集時(shí)，可采用集中處理模式，統(tǒng)一修建污水處理站，污水處理站可采用一體化設(shè)備或工程構(gòu)筑物。處理規(guī)模在200 人以下的，主體工藝可采用淹沒(méi)式生物濾池等主體工藝，處理規(guī)模在200 人以上的可采用常規(guī)曝氣池、氧化溝活性污泥法、淹沒(méi)式生物濾池等主體工藝［2］。

3.2.1 主要針對(duì)COD 去除的污水處理站

針對(duì)以COD 為主要去除目的的污水處理站，可采用以下處理工藝。

1)以生物技術(shù)為主體的污水處理站工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4 生物技術(shù)為主體的工藝流程

其中，生物處理單元宜采用淹沒(méi)式生物濾池、活性污泥法、氧化溝等技術(shù)。

2)以生態(tài)技術(shù)為主體的污水處理站工藝流程見(jiàn)圖5。

圖5 生態(tài)技術(shù)為主體的工藝流程

其中，生物預(yù)處理單元可采用厭氧技術(shù);生態(tài)處理單元可采用人工濕地、土地處理、穩(wěn)定塘等技術(shù)。

3.2.2 針對(duì)脫氮的污水處理站針對(duì)有TN 去除要求的污水處理站，污水處理工藝中需包括厭氧單元和好氧單元，以及提供硝化液的回流，如圖6 所示。

圖6 針對(duì)脫氮的工藝流程

其中，生物處理單元宜采用淹沒(méi)式生物濾池法、活性污泥法、氧化溝法。

3.2.3 針對(duì)脫氮除磷的污水處理

針對(duì)有脫氮除磷要求的污水處理站可采用生態(tài)除磷模式，工藝流程見(jiàn)圖7。

圖7 針對(duì)脫氮除磷的工藝流程

其中，生物處理單元可采用淹沒(méi)式生物濾池法、活性污泥法、氧化溝等技術(shù);生態(tài)除磷單元可采用人工濕地技術(shù)、土地處理技術(shù)等，利用其中的介質(zhì)和植物除磷。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)目前農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀，村莊污水處理應(yīng)避免機(jī)械套用城鎮(zhèn)污水處理工藝，工藝的選擇應(yīng)滿(mǎn)足適用性、經(jīng)濟(jì)性的要求，充分利用已建排水設(shè)施，降低投資成本，并保障相應(yīng)的出水水質(zhì)。參考文獻(xiàn):

［1］ 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.2007 年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)［R］.北京:中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2008.

［2］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T163-2011 村莊污水處理設(shè)施技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

［3］ 張玉春，許虹. 淺談人工濕地污水處理技術(shù)及應(yīng)用［J］.價(jià)值工程.2011，30(15):57 -57.

［4］ 黃玉珠，萬(wàn)紅友.污水土地處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用前景［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2008，27(6):71 -75.

［5］ 楊文濤，劉春平，文紅艷. 淺談污水土地處理系統(tǒng)［J］.土壤通報(bào).2007(2):394 -398.

［6］ 趙湘龍. 農(nóng)村生活污水處理的工藝選擇［J］. 給水排水.2012(S2):101 -103.

［7］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ124 -2008 鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村排水工程技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.