贵州农村生活污水无动力处理研究

冉全+蒙桂娥+王京

摘要： 结合贵州山区具有地势落差的地形条件，设计了“跌水生物接触氧化+氧化塘”的工艺处理方式处理农村生活污水，通过对处理装置3～5月的监测表明，CODcr、TN、TP的出水平均浓度为42、4.0和0.41 mg/L，平均去除率分别为79%、69%、78%。出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级排放标准，依靠地势落差实现无动力消耗运转。

关键词： 农村生活污水;无动力;跌水

中图分类号：X506        文献标识码：A         文章编号：0439-8114（2014）12-2794-03

Unpowered Treatment of Rural Domestic Sewage in Guizhou Province

RAN Quan，MENG Gui-e，WANG Jing

（Department of Chemical Engineering， Guizhou Industry Polytechnic College， Guiyang 550008， China）

Abstract：Considering conditions of Guizhou mountain region， the “waterfall aeration contact oxidation +oxidation pond” process of the treatment of rural domestic sewage was designed. Monitoring the processing plant from March to May showed that the average concentrations of CODcr，TN and TP in the water outlet were 42，4.0 and 0.41 mg/L， respectively. The average removal rate of CODcr， TN and TP reached above 79%， 69%， and 78%， respectively. The water quality reached ClassⅠspecified with the standard of Discharge Standards of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants （GB 18918-2002）. The process depend on terrain realized the function without power consumption.

Key words：rural domestic sewage; unpower; drop

随着城镇化和工业化进程的快速发展，农村生活污水的排放量呈现不断加大的趋势[1，2]，农村生活污水具有面广分散、来源多、增长快、污水成分复杂、水质及水量变化大的特征[3]。长期以来，由于重视不够、治理资金短缺和对农村水体环境保护意识的淡薄[4，5]，未经处理的生活污水任意排放，严重污染农村的生态环境[6，7]，城市污水处理的工艺和经验不能满足农村生活污水处理的要求[8]，需要采用投资少、运行费用低、工艺简单、容易管理的技术才能解决农村生活污水处理问题[9]。贵州省主要是山区，具有较大的地势落差，针对贵州地形条件，设计“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺对农村生活污水进行处理研究，试验装置设在贵阳市乌当区新堡村。

1  材料与方法

1.1  处理水质情况

处理水质为贵州同净环保科技有限公司生活区的污水，生活区污水包括职工宿舍和食堂产生的废水，每天排水量大约4.0 m3。水质情况见表1。

1.2  试验装置及分析方法

1.2.1  试验装置  接触氧化池采用四级跌水，设4个单池，总体积为1.35 m3，跌水高度0.5 m。池体采用焊接钢板，池内装填弹性填料，池中设隔板，水流从隔板一侧流入，穿过隔板底部，从另一侧流出。第一个单池体积为0.6 m3，后3个单池体积均为0.25 m3。出水设置出水堰，采用900三角堰。考虑到工厂有1个水池，将水池改造成氧化塘，氧化塘的表面面积为（8×6） m2，水深为1 m。并在在该氧化塘中投放鱼苗。

工艺中水流是完全靠自然流动，在山区该处理装置就可以依山而建，靠水的重力作用流过处理单元，在运行过程中没有动力消耗，完全实现无动力消耗运转，只需要一次性投入基建费用，降低乡村生活污水的处理费用。

1.2.2  分析方法  试验用水取自公司职工生活废水，采样分析频度为每5 d采样1 次，3个采样点分别是接触氧化池进水口、出水口和氧化塘出水口，从2013年3月至5月连续监测3个月，共采样分析13次;水样检测在贵州工业职业技术学院环境监测实验室进行，检测的主要指标是 CODCr，TN和TP ;检测分析方法：CODcr用重铬酸钾法，TN 用过硫酸钾氧化紫外分光光度法（GB11894- 89），TP 用钼锑抗分光光度法（GB11893- 89）。

1.3  试验周期

装置于2012年12月建成并进行了挂膜调试，采样分析时间从2013年3月至5月。

2  结果与分析

2.1  CODcr的除出效果

进水CODcr浓度比较低，在153～256 mg/L之间，出水平均浓度为42 mg/L，平均去除率为79%（图1），4、5月气温比3月高，去除率有所增加，说明对于生物法处理污水，气温会影响污染物的去除效果，在气温较低的季节为了保证去除效果可以考虑加设保温装置。endprint

2.2  TN的除出效果

进水TN浓度在8.0～23.0 mg/L之间波动，出水TN浓度维持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（图2），TN的去除没有出现如CODcr一样的变化趋势，在检测的时间段内都保持在一定范围内波动，这可能是因为TN的去除主要是发生在氧化塘中，而氧化塘受气温的影响要比跌水池小的原因。

2.3  TP的除出效果

进水TP浓度比较低，在1.10～2.50 mg/L之间变动;出水TP浓度在0.50 mg/L以下，平均浓度0.41 mg/L;平均去除率为78%（图3），TP的去除率与TN的变化较为接近，因为TP的去除也主要是发生在氧化塘中。为了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加废弃的土砖块、废弃陶瓷等以增加P的吸附。

2.4  去除效果分布情况

处理装置对CODcr的去除主要发生在跌水接触氧化池中，去除率为58%，另外一部分去除在氧化塘中产生21%的去除率;而TN、TP的去除主要发生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分别为10%、9%，在氧化塘中的去除率分别为59%、69%，去除率的分布见图4。

3  讨论

跌水充氧在污水处理中已经得到应用。在自然跌水曝气下水道沟渠处理技术中，CODcr去除率为61%～92%;NH4+-N、TN去除率为26%～64%、30%～45%[10];厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr和TN的平均去除率达81%和83%，TP的平均去除率在进水TP>1.5 mg/L时达82%，在进水TP<1.5 mg/L时为72%[11]。厌氧/跌水充氧接触氧化/水生蔬菜型人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接触氧化池主要去除CODcr，人工湿地主要去除TN、TP[12]。

此处理系统采用“跌水生物接触氧化+氧化塘”处理生活污水，装置依山而建，接触氧化池出水没有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流过处理单元。CODcr、TN、TP的平均去除率分别为79%、69%、78%，CODcr的去除主要发生在接触氧化池，TN、TP的去除主要发生在氧化塘，这与跌水接触氧化池在太湖地区情况的应用基本一致，

4  小结

1）CODcr、TN、TP的出水平均浓度为42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分别为79%、69%和78%。出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级排放标准，依靠地势落差实现无动力消耗运转。

2）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺对生活污水的处理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接触氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分别为58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分别为21%、59%、69%。

3）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺投资少、工艺简单、无需动力消耗、管理容易，在有地势落差的农村地区生活污水处理可以考虑采用此工艺。

参考文献：

[1] 黄天寅，马  奕，吴  玮，等.苏州地区农村生活污水治理研究[J].中国给水排水，2012，28（4）：11-15.

[2] LIU F， LIU J L， CHEN Q Y， et al. Pollution characteristics and ecological risk of polycyclic aromatichydrocarbons （PAHs） in surface sediments of the southern part of the Haihe River system in China[J]. Chinese Science Bulltion，2013，58（27）：3348-3356.

[3] 陈  琳，刘  杰，纪荣平.农村生活污水处理技术与对策研究[J].

污染防治技术，2012，25（4）：53-55.

[4] 凌  霄，杨细平，陈  满，等.广东省农村生活污水治理现状调查[J].中国给水排水，2009，25（8）：8-15.

[5] RATAJCZAK M， LAROCHE E， BERTHE T，et al. Influence of hydrological conditions on the Escherichia coli population structure in the water of a creek on a rural watershed[J]. BMC Microbiology，2010，dol：l0.1186/1471-2180-10-222.

[6] 张  悦，段华平，孙爱伶，等.江苏省农村生活污水处理技术模式及其氮磷处理效果研究[J].农业环境科学学报，2013，31（1）：172-178.

[7] QU H J. KROEZE C. Nutrient export by rivers to the coastal waters of China： management strategies and future trends[J]. Regional Environmental Change，2012（12）：153-167.

[8] 王云龙，张徵晟，陶  琪，等.四种农村生活污水处理工艺比较[J].水处理技术，2011，37（7）：172-178.

[9] 徐洪斌，吕锡武，李先宁，等.太湖流域农村生活污水污染现状调查研究[J].农业环境科学学报，2007，26（S1）：375-378.

[10] 何  强，秦梓荃，周  健，等.山地小城镇污水自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究[J].给水排水，2012，38（7）：39-42.

[11] 吴  磊，吕锡武，李先宁，等. 厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水[J]. 中国给水排水，2007，23（3）：57-59.

[12] 唐  晶，吕锡武，吴琦平，等. 生物、生态组合技术处理农村生活污水研究[J]. 中国给水排水，2008，24（17）：1-4.endprint

2.2  TN的除出效果

进水TN浓度在8.0～23.0 mg/L之间波动，出水TN浓度维持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（图2），TN的去除没有出现如CODcr一样的变化趋势，在检测的时间段内都保持在一定范围内波动，这可能是因为TN的去除主要是发生在氧化塘中，而氧化塘受气温的影响要比跌水池小的原因。

2.3  TP的除出效果

进水TP浓度比较低，在1.10～2.50 mg/L之间变动;出水TP浓度在0.50 mg/L以下，平均浓度0.41 mg/L;平均去除率为78%（图3），TP的去除率与TN的变化较为接近，因为TP的去除也主要是发生在氧化塘中。为了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加废弃的土砖块、废弃陶瓷等以增加P的吸附。

2.4  去除效果分布情况

处理装置对CODcr的去除主要发生在跌水接触氧化池中，去除率为58%，另外一部分去除在氧化塘中产生21%的去除率;而TN、TP的去除主要发生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分别为10%、9%，在氧化塘中的去除率分别为59%、69%，去除率的分布见图4。

3  讨论

跌水充氧在污水处理中已经得到应用。在自然跌水曝气下水道沟渠处理技术中，CODcr去除率为61%～92%;NH4+-N、TN去除率为26%～64%、30%～45%[10];厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr和TN的平均去除率达81%和83%，TP的平均去除率在进水TP>1.5 mg/L时达82%，在进水TP<1.5 mg/L时为72%[11]。厌氧/跌水充氧接触氧化/水生蔬菜型人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接触氧化池主要去除CODcr，人工湿地主要去除TN、TP[12]。

此处理系统采用“跌水生物接触氧化+氧化塘”处理生活污水，装置依山而建，接触氧化池出水没有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流过处理单元。CODcr、TN、TP的平均去除率分别为79%、69%、78%，CODcr的去除主要发生在接触氧化池，TN、TP的去除主要发生在氧化塘，这与跌水接触氧化池在太湖地区情况的应用基本一致，

4  小结

1）CODcr、TN、TP的出水平均浓度为42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分别为79%、69%和78%。出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级排放标准，依靠地势落差实现无动力消耗运转。

2）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺对生活污水的处理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接触氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分别为58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分别为21%、59%、69%。

3）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺投资少、工艺简单、无需动力消耗、管理容易，在有地势落差的农村地区生活污水处理可以考虑采用此工艺。

参考文献：

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[9] 徐洪斌，吕锡武，李先宁，等.太湖流域农村生活污水污染现状调查研究[J].农业环境科学学报，2007，26（S1）：375-378.

[10] 何  强，秦梓荃，周  健，等.山地小城镇污水自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究[J].给水排水，2012，38（7）：39-42.

[11] 吴  磊，吕锡武，李先宁，等. 厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水[J]. 中国给水排水，2007，23（3）：57-59.

[12] 唐  晶，吕锡武，吴琦平，等. 生物、生态组合技术处理农村生活污水研究[J]. 中国给水排水，2008，24（17）：1-4.endprint

2.2  TN的除出效果

进水TN浓度在8.0～23.0 mg/L之间波动，出水TN浓度维持在5.0 mg/L以下，平均去除率69%（图2），TN的去除没有出现如CODcr一样的变化趋势，在检测的时间段内都保持在一定范围内波动，这可能是因为TN的去除主要是发生在氧化塘中，而氧化塘受气温的影响要比跌水池小的原因。

2.3  TP的除出效果

进水TP浓度比较低，在1.10～2.50 mg/L之间变动;出水TP浓度在0.50 mg/L以下，平均浓度0.41 mg/L;平均去除率为78%（图3），TP的去除率与TN的变化较为接近，因为TP的去除也主要是发生在氧化塘中。为了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加废弃的土砖块、废弃陶瓷等以增加P的吸附。

2.4  去除效果分布情况

处理装置对CODcr的去除主要发生在跌水接触氧化池中，去除率为58%，另外一部分去除在氧化塘中产生21%的去除率;而TN、TP的去除主要发生在氧化塘中，在跌水池中TN、TP的去除率分别为10%、9%，在氧化塘中的去除率分别为59%、69%，去除率的分布见图4。

3  讨论

跌水充氧在污水处理中已经得到应用。在自然跌水曝气下水道沟渠处理技术中，CODcr去除率为61%～92%;NH4+-N、TN去除率为26%～64%、30%～45%[10];厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr和TN的平均去除率达81%和83%，TP的平均去除率在进水TP>1.5 mg/L时达82%，在进水TP<1.5 mg/L时为72%[11]。厌氧/跌水充氧接触氧化/水生蔬菜型人工湿地组合工艺处理农村生活污水，CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为68.15%、68.15%、69.50%、86.30%。跌水充氧接触氧化池主要去除CODcr，人工湿地主要去除TN、TP[12]。

此处理系统采用“跌水生物接触氧化+氧化塘”处理生活污水，装置依山而建，接触氧化池出水没有回流，直接流到氧化塘，靠水的重力作用流过处理单元。CODcr、TN、TP的平均去除率分别为79%、69%、78%，CODcr的去除主要发生在接触氧化池，TN、TP的去除主要发生在氧化塘，这与跌水接触氧化池在太湖地区情况的应用基本一致，

4  小结

1）CODcr、TN、TP的出水平均浓度为42、4.0和0.41mg/L，平均去除率分别为79%、69%和78%。出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级排放标准，依靠地势落差实现无动力消耗运转。

2）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺对生活污水的处理中，CODcr主要在跌水池中去除，TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接触氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分别为58%、10%、9%，氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分别为21%、59%、69%。

3）“跌水生物接触氧化+氧化塘”工艺投资少、工艺简单、无需动力消耗、管理容易，在有地势落差的农村地区生活污水处理可以考虑采用此工艺。

参考文献：

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[3] 陈  琳，刘  杰，纪荣平.农村生活污水处理技术与对策研究[J].

污染防治技术，2012，25（4）：53-55.

[4] 凌  霄，杨细平，陈  满，等.广东省农村生活污水治理现状调查[J].中国给水排水，2009，25（8）：8-15.

[5] RATAJCZAK M， LAROCHE E， BERTHE T，et al. Influence of hydrological conditions on the Escherichia coli population structure in the water of a creek on a rural watershed[J]. BMC Microbiology，2010，dol：l0.1186/1471-2180-10-222.

[6] 张  悦，段华平，孙爱伶，等.江苏省农村生活污水处理技术模式及其氮磷处理效果研究[J].农业环境科学学报，2013，31（1）：172-178.

[7] QU H J. KROEZE C. Nutrient export by rivers to the coastal waters of China： management strategies and future trends[J]. Regional Environmental Change，2012（12）：153-167.

[8] 王云龙，张徵晟，陶  琪，等.四种农村生活污水处理工艺比较[J].水处理技术，2011，37（7）：172-178.

[9] 徐洪斌，吕锡武，李先宁，等.太湖流域农村生活污水污染现状调查研究[J].农业环境科学学报，2007，26（S1）：375-378.

[10] 何  强，秦梓荃，周  健，等.山地小城镇污水自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究[J].给水排水，2012，38（7）：39-42.

[11] 吴  磊，吕锡武，李先宁，等. 厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水[J]. 中国给水排水，2007，23（3）：57-59.

[12] 唐  晶，吕锡武，吴琦平，等. 生物、生态组合技术处理农村生活污水研究[J]. 中国给水排水，2008，24（17）：1-4.endprint