农村生活污水处理装置设计及应用

谈伟强，潘国强

（宜兴市创新环保有限公司，江苏 宜兴 214205）

随着我国工业化、城镇化和农业现代化进程的不断加快，人口持续增加，农村环境形势严峻，至今仍有78%的建制村未建设污水处理设施，生活污水随意排放[1、2]。《全国农村环境综合整治“十三五”规划》指出，要因地制宜选取农村生活和垃圾污水治理技术和模式，重点在村庄密度较高、人口较多的地区，开展农村生活垃圾和污水治理，要求生活污水处理率≥60%。然而我国农村生活污水由于人口数量多、分布范围散、收集难度大、水质不稳定、污染物浓度高、水量变化大等原因，导致处理难度大，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康及农村的经济发展[3、4]。针对我国南方及中部农村地区小水量生活污水处理，在传统化粪池和高效净化槽的设计和应用的基础上，开发一体化生活污水处理装置并考察其试运行效果，以期为农村生活污水处理提供技术支撑。

1 工程概况

1.1 工程设计

项目设计采用连续运行方式，运行能力为24m3/d，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。设计余量及进、出水水质见表1。

表1 设计进、出水水质

1.2 工艺流程

目前，国内的农村生活污水处理技术多采用A/O-人工湿地[1]、A/O-生态塘、A2/O-人工湿地[2]、生物接触氧化[3]、生物滴滤-人工湿地[5]、曝气生物滤池[6]、厌氧生物滤池[7]等，但上述技术存在设施占地面积大、抗冲击负荷力差、出水水质不稳定等问题[6]。近年来，一体化生活污水处理装置因具有占地面积小、处理费用低、操作简单、可集成多种工艺等优点得到广泛应用[8～10]。为确保农村生活污水出水质量，项目在传统化粪池和高效净化槽的设计和应用基础上，结合厌氧、好氧技术处理优势，建立达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B排放标准的污水处理工艺流程，具体工艺流程如下图。

农村生活污水处理装置工艺流程图

生活污水通过格栅去除大颗粒悬浮物质后进入一体化装置，污水在厌氧区自下而上与陶粒充分接触反应，去除部分COD和色度；随后污水进入好氧区，在曝气作用下进一步去除水中COD、BOD5和NH3-N等污染物，经澄清后从出水堰排出。

1.3 参数设计

装置集厌氧区和好氧区为一体，采用碳钢材料加工而成，为圆筒状结构。厌氧区装有孔隙率高、吸附性能好且粒径为10～20mm的陶粒，填充密度为70%，有效容积为8m3，水力停留时间为16h；好氧区装有弹性填料，填充密度为70%，填料底部设有曝气器，有效容积为16m3，水力停留时间为8h。

2 运行情况

2.1 运行效果分析

设备在安装调试且运行一段时间后，于2017年3～6月对COD、BOD5、NH3-N及pH等主要指标进行了采样分析，结果见表2。由表2可知，4月时COD出水浓度最高（54.8mg/L），污染物去除率为82.2%；6月时BOD5出水浓度最高（15.8mg/L），污染物去除率为90.2%；3月时NH3-N出水浓度最高（3.3mg/L），污染物去除率为82.2%。设备稳定运行后，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值为7.4～7.5，出水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。

表2 进、出水水质监测结果

2.2 工程经济分析

工程总投资17.6万元，其中基建费用1.8万元，一体化生活污水处理设备及其他费用共计15.8万元。设备24小时连续运行，无需额外使用混凝、絮凝等药剂，运行维护简单，仅需电耗。此外，设备排泥量少，运行期间基本无剩余污泥产生，污泥处理处置成本可忽略不计。设备日耗电量为14.2kW·h，按当地电费价格0.58元/kW·h计算，则处理成本约为0.34元/m3。该设备的处理量为24m3/d，仅适用于我国南方及中部农村地区小水量生活污水处理的集中式处理，与其他同类设备相比，运行成本具有明显优势，工程应用前景广阔。

3 结论

采用一体化生活污水处理装置处理农村地区集中式小水量生活污水，具有占地面积小、投资成本低、处理效果好、运行费用低、操作简单、便于管理等优点。一体化生活污水处理中试结果表明，COD、BOD5和NH3-N的去除率均在80%以上，且出水pH值为7.4～7.5，出水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。该设备对集中式小水量农村生活污水具有较好的处理效果，与其他同类设备相比，运行成本具有明显优势，工程应用前景广阔。

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