TBO+反硝化池组合工艺冬季运行效果研究

王翔宇 匡武 周其胤 徐海峰

摘要 [目的]研究TBO+反硝化池组合工艺冬季运行效果。[方法]通过加热风机对深渗滤系统进行充氧，保证微生物有足够的溶解氧和温度，从而形成TBO工艺（保湿生物膜曝气技术），并与反硝化池组合形成新的组合工艺处理农村生活污水。[结果]COD去除效率提升了12%，平均去除率达到85.0%；NH3-N去除效率提升了10%左右，平均去除率达到79.8%。[结论]该组合工艺抗冲击负荷能力强、氮磷去除效率高、自动化程度高、节能环保，并适应安徽省皖北地区气候环境。

关键词 农村生活污水；微动力；TBO；反硝化；组合工艺；冬季运行效果

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）18-0062-03

Study on the Winter Running Effect of TBO+ Denitrification Pool Combined Process

WANG Xiangyu1，KUANG Wu1，ZHOU Qiyin2 et al

（1.Provincial Key Lab of Reserch on Wastewater Treatment Technology， Anhui Research Academy for Environmental Science， Hefei，Anhui 230022； 2.Natural Environment in Anhui Science and Technology Co.， LTD， Luan，Anhui 237014；3. Luan Environmental Information and Education Center，Luan，Anhui 232401）

Abstract [Objective] The research aimed to study the winter running effect of TBO + denitrification pool combination process.[Method]The oxygen in the deep infiltration system was oxygenated by the heating fan to ensure that the microorganisms had enough dissolved oxygen and temperature，a TBO process （moisturizing biofilm aeration technology） was thus formed and combined with a denitrification tank to form a new combined process for the treatment of rural domestic sewage.[Result]The COD removal efficiency increased by 12%， the average removal rate reached 85.0%， the NH3N removal efficiency increased by about 10%， and the average removal rate reached 79.8%.[Conclusion]The combined technology has strong antishock load capability， high nitrogen and phosphorus removal efficiency， high degree of automation， energy conservation and environmental protection， and adapts to the climate and environment of northern Anhui Province.

Key words Rural domestic sewage；Micro power；TBO；Denitrification；Combination process；Winter running effect

針对农村生活污水的特点及农村经济技术现状，微动力污水处理设施以其良好的达标性与经济性受到广泛关注[1-3]。近年来，微动力技术尤其是土地渗滤工艺得到快速发展[4-9]。笔者针对传统高负荷渗滤田工艺冬季运行，微生物活性降低，导致污水处理效果低下的问题，通过试验进行工艺改进，在传统高负荷渗滤田工艺的基础上，通过加热风机对渗滤系统进行充氧保证微生物有足够的溶解氧和温度，从而形成TBO工艺（保湿生物膜曝气技术），并与反硝化池组合成新的组合工艺，研究在不同条件下组合工艺对COD、NH3-N的处理效果。

1 项目概况

1.1 污水来源

该试验依托于安徽省皖北某集中式农村污水处理工程，该处理站处理规模为100 m3/d。污水主要以当地农村的生活污水为主，混杂部分雨水，该废水有机物浓度高。进出水水质见表1。

1.2 工艺流程

采用TBO+反硝化池组合工艺对安徽省某地农村生活污水进行处理，工艺流程见图1。

原污水经管网收集后进入污水处理站区，污水首先经过格栅格网去除塑料袋、布条等垃圾杂物后进入初沉池，沙子等一些比重较大的颗粒物会沉淀于沉淀池的底部。初沉池的出水进入调节池，污水在调节池内进行水质水量的调节。 提升泵定时定量地将污水送入TBO系统，污水在TBO系统内通过散水管网平均分配于整个散水层，当污水在TBO 系统内横向运移和向下渗滤的同时，污水中的污染物被填料拦截、吸附并被附着于填料表面的微生物（活性菌）分解和转化而去除。同时为增加氧气供应量，需要定时定量地对TBO系统进行有效充氧。TBO系统的出水进入反硝化池，从而进一步去除TN。污泥被填料截留，定期清理，污水经放流槽达标排放。

2 工艺特点

TBO+反硝化池组合工艺具有明显优势，抗冲击负荷能力强、氮磷去除率高、高负荷、微动力自动化程度高、运行管理难度小。

受农村生活水平、生活习惯、环境等的影响，农村生活污水特性与城镇污水具有明显的差异，因此不能将成熟的城镇污水处理技术直接用于农村生活污水的处理。而且我国农村生活污水处理的研究起步较晚，缺少相关的污水处理政策和法规，并缺乏相关的设计规范和标准，因此如何根据农村实际情况选择合适的处理技术显得尤为重要[10]。农村污水处理工艺对比见表3。

3 工艺改进试验分析

3.1 组合工艺对COD的去除效率

选择测定夏季、冬季、冬季（加热）系统3种情况下，系统稳定出水时连续7 d COD进出水浓度。结果表明（图2），进水COD浓度为161.0～309.5 mg/L。夏季：出水COD浓度为20.0～32.0 mg/L，平均去除率为90.1%，去除效果稳定，工艺抗冲击负荷能力强，出水COD能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002 一级A排放标准要求。

冬季：出水COD浓度为53.1～64.3 mg/L，平均去除率为73.2%，去除效果明显低于夏季，这主要是由于皖北地区冬季气温低（-5 ℃），植物的新陈代谢缓慢，导致系统充氧不足，微生物活性降低导致。

冬季（加热后）：通过加热风机向TBO系统内通入热风后，工艺对COD的去除效率明显增加。工艺出水COD浓度为34.0～50.0 mg/L， COD去除效率提升了12%，平均去除率达到85.0%，去除效果稳定，工艺抗冲击负荷能力得到有效增强，出水COD能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002 一级A排放标准要求。

3.2 组合工艺对NH3-N与SS的去除效率

由图3可知，进水NH3-N浓度为26.5～40.9 mg/L。

夏季：出水NH3-N浓度为3.4～4.3 mg/L，平均去除率为87.2%，去除效果稳定，工艺抗冲击负荷能力强，出水NH3-N能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002 一级A排放标准要求。

冬季：出水NH3-N浓度为8.0～10.3 mg/L，平均去除率为69.9%，去除效果明显低于夏季，这主要是由于冬季气温低，植物的新陈代谢缓慢，导致系统充氧不足，微生物活性降低导致。温度降低对主要污染物排放指标存在一定的影响，主要对NH3-N的去除影响大，造成NH3-N出水不能稳定达到排放标准。

冬季（加热后）：通过加热风机向渗滤田内通入热风后，工艺对NH3-N的去除效率明显增加。工艺出水NH3-N浓度为5.3～6.5 mg/L，NH3-N去除效率提升了10%左右，平均去除率达到79.8%，并且去除效果稳定，工艺抗冲击负荷能力得到有效强，出水各主要污染物指标能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002 一级A排放标准要求。

4 效益分析

4.1 经济效益

该工艺系统全自控，无需专门的人员维护，基建投资不高，并且运营费用比较低，能很好地适应农村经济技术条件薄弱的现状。

春夏秋三季运行耗电总量约 16 （kW·h）/d，即处理电耗为 0.08（kW·h）/t，按0.7元/（kW·h）计，电费为0.056元/t水；冬季因加热需要全天运行，耗电总量为60～80 kW·h，电耗为 0.12～0.16（kW·h）/t水，即冬季电费为 0.084～0.108元/t水，平均运行费为非冬季 0.06元/t水、冬季0.10 元/t水。

4.2 环境效益

工程建设后，按照污水进水水质（COD为300 mg/L，NH3-N为60 mg/L，TN为70 mg/L，TP为6 mg/L）和出水水质（COD为33 mg/L，NH3-N为4.7 mg/L，TN为13.6 mg/L，TP为0.48 mg/L）计算，每年可削减COD 57.67 t、NH3-N 11.94 t、TN 12.18 t、TP 1.19 t，极大地改善了周边水系的环境质量，避免了污水的随意排放而致使村庄周边水塘和河流富营养化、发黑发臭现象。

4.3 社会效益

农村生活污水的治理对区域污染防治所起的作用是非常巨大的，有效改善附近地表水的水质及农村的人居环境和农村生态环境，极大地减少了疫病暴发或流行病的潜在危险，促进了区域经济发展，促使社会效益、环境效益和经济效益进一步协调。

5 结语

（1）通過试验进行工艺改进，在传统高负荷渗滤田工艺的基础上，通过加热风机对深渗滤系统进行充氧，保证微生物有足够的溶解氧和温度，从而形成TBO工艺（保湿生物膜曝气技术），并通过与反硝化池组合形成新的组合工艺处理农村生活污水，该工艺抗冲击负荷能力强、氮磷去除效率高、自动化程度高、节能环保，适应安徽省皖北地区气候环境。出水各主要污染物指标能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002 一级A排放标准要求。

（2）采用高负荷微动力技术，日常运行费用仅为0.05～0.12元/m3，冬季皖南、皖中、皖北运行费用呈递增模式，差值约为0.02元/m3，有效缓解了农村污水处理站“建得起，养不起”的矛盾，可以纳入国家节能减排计划。

（3）采用可编程序控制器（PLC）全自动控制系统，具有运行费用低、运行管理方便、自控程度高、运行设备较少的优点，能适应我国农村专业管理人员缺乏、技术水平相对落后的现状。并且系统为地埋式，占地面积小，可以覆土后作为公共绿地或景观，极大地节省了土地资源，实施整体性好，使用寿命长。配套景观建设也给污水处理设施提供了一个额外的观赏价值。

参考文献

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