太湖流域农村生活污水处理工程的应用分析

林常源，杨建成，宋增忠

（1.山东中车华腾环保科技有限公司；2.中国中车污水处理与真空排水技术研发中心，济南 250022；3.临沂市城市排水维护管理处，山东 临沂 276000）

近年来，国家持续加大太湖水污染治理的力度，水质已经得到显著改善，但是太湖仍存在突发性水污染的风险。根据太湖流域排水特点及环境需求，人们可以选择小型污水处理设备与人工湿地组合的方式，以实现农村生活污水的全收集、全处理。这种组合工艺具有工艺成熟、结构简单、出水稳定、寿命周期长及便于运维等优点[1]。

1 设计方案

生活污水主要分为黑水（冲厕污水）和灰水（厨房污水、洗浴污水等）两个部分。在收集过程中，项目采取雨污分流的形式，所有住户生活污水收集至小型污水处理设备，经处理后排入人工湿地系统进行深度处理，最终实现达标排放[2]。

1.1 设计进出水水质

在现场调研的基础上，笔者参考《江苏省村庄生活污水治理适宜技术及建设指南》，设计出进出水水质，如表1所示。

1.2 设计方案

选取太湖流域一典型村庄进行调研，笔者参照《江苏省村庄生活污水治理适宜技术及建设指南》中农村居民用水量，考虑到后续人口的增加及村居设施的发展，确定居民每天生活用水量为100 L/人，污水排放量按实际用水量的85%计算。结合村内住户分布及地形特征，设置4套小型污水处理设备，处理量分别为1 t/d、2 t/d、5 t/d和5 t/d，设备出水排入潜流式人工湿地系统进行深度处理后达标排放[3]。

表1 设计进出水

2 去除效果分析

污水生化需氧量/化学需氧量（BOD5/CODcr）值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法，一般认为BOD5/CODcr＞0.45时可生化性较好，BOD5/CODcr＜0.3时较难生化。根据设计进水水质指标，BOD5/CODcr=0.57＞0.45，属于可生化的污水。

2.1 对COD的去除效果

由图1可知，系统运行稳定后，对COD去除效果明显。监测数据统计显示，进水浓度在39～172 mg/L，平均浓度为100.68 mg/L，出水浓度在11～37.9 mg/L，平均浓度为26.23 mg/L。组合系统对COD的去除率在64.46%～89.37%，平均去除率为73.76%。处理后COD浓度均保持在《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求的50 mg/L以下。

2.2 对NH3-N的去除效果

由图2可知，系统运行稳定后，对NH3-N具有良好的处理效果，监测数据统计显示，进水浓度在6.19～49.1 mg/L，平均浓度为23.85 mg/L；出水浓度在1.8～5.58 mg/L，平均浓度为4.11 mg/L。本组合系统对NH3-N的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率为82.37%。处理后NH3-N浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求的5（8）mg/L以下。

2.3 对TN的去除效果

影响TN处理效果的因素主要有碳源是否充足、氨氮的硝化效果以及温度的高低。由图3可知，系统运行稳定后，对TN的去除效果较好，监测数据统计显示，进水浓度在19～87.1 mg/L，平均浓度为50.91 mg/L；出水浓度在8.03～15.3 mg/L，平均浓度为12.46 mg/L。组合系统对TN的去除率在66.23%～85.37%，平均去除率为75.22%。处理后TN浓度均保持在《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A指标要求的15 mg/L以下。

2.4 对TP的去除效果

由图4可知，系统运行稳定后，在正常进水条件下，对TP有较好的去除效果。监测数据统计显示，进水浓度在2.3～18.9 mg/L，平均浓度为7.44 mg/L；出水浓度在0.43～1.83 mg/L，平均浓度为0.77 mg/L。组合系统对TP的去除率在87.07%～91.98%，平均去除率为90.23%。5月16日总磷浓度为18.9 mg/L,远超出设计进水指标。经调研，浓度超高的原因是农户在洗涤婴儿衣物时使用了大量含磷洗衣皂，影响进水水质指标。当总磷浓度满足设计要求的3～6 mg/L时，出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A要求的0.5 mg/L以下。

图1 COD的去除效果

图2 NH3-N的去除效果

图3 TN的去除效果

图4 TP的去除效果

2.5 对SS的去除效果

由图5可知，运行稳定后处理系统对SS处理效果较好。监测数据统计显示，进水浓度在8～45 mg/L，平均浓度为19 mg/L；出水浓度在4～9 mg/L，平均浓度为6 mg/L。系统对SS的去除率在70.72%～92.17%，平均去除率为66%。处理后SS浓度均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准10 mg/L的要求。

2.6 运行总结

2.6.1 TP的去除

针对部分农村地区或住户总磷浓度较高、排水周期性等问题，项目的调研、设计及施工过程应注意到这一点，人们可以设置小型调节池进行水质调节，或者添加其他简易除磷的方式，确保处理水质达标排放。

图5 SS的去除效果

2.6.2 运维管理

农村污水处理的关键在于后期的运维管理。组合处理工艺具有施工简单、管路埋深浅、出水稳定等特点，后期运维管理相对简单易行，适合在太湖流域及经济基础较好的广大农村地区进行推广。

3 结语

小型一体化污水处理设备与人工湿地组合工艺处理太湖流域农村生活污水，实现了污水的有效收集和处理。在正常工况条件下，系统对COD、NH3-N、TN、TP、SS的去除率分别可以达到73.76%、82.37%、75.22%、90.23%和66%。该工艺根据住户污水排放量确定设备选型，独立设计、独立施工，确保污水处理设施的针对性，整体上保证了出水的稳定性，在实现农村污水处理和达到排放要求的同时，还会产生一定的环境效益和经济效益。此工艺具有运行稳定、运维简单等特点便于维护和管理，对于其他不宜统一纳管收集且土地资源较为丰富的农村地区来说也具有广泛的推广意义。

1 吕锡武.小型分散式农村生活污水生物生态组合工艺除磷脱氮的理论与实践[J].环境科技，2012，25（8）：28

2 干 钢，唐 毅，郝晓伟，等.日本净化槽技术在农村生活污水处理中的应用[J].环境工程学报，2013，7（5）：1791-1796

3 姜珊珊.人工湿地技术及其在我国的发展现状[J].科技致富向导，2011，（9）：106