农村生活污水一体化水处理设施的应用研究

2020-02-18张欣宇吴芝奇

四川水泥 2020年2期

张欣宇吴芝奇

（1 中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都 610081； 2 内江市水务有限责任公司，四川内江 641000）

一体化水处理设施是农村水处理的基础设施，随着时代的不断发展，农村生活污水的排放量与成分都不同以往，所以对于一体化水处理设施的应用需求也与以往不同。因此文章将基于农村生活污水管理这一重点，思考一体化污水处理设施的基本概念与应用、建设运营模式。

1 一体化农村污水处理设施概述

相对于传统的污水处理装置来说，一体化的污水处理装置的不同之处是能够利用一个装置去完成预处理、沉淀、生物处理及消毒等多个环节。一般情况下，一体化污水处理装置的设计普遍为圆罐型，这样的设计不但能够有效提升空间的利用率，此外能够优化污水处理的整体效果，解决传统处理设施占地面积大的问题。这类装置的主要特征包括以下几点。其一是因装置的体积小、占地小的特性能够支持设施的就近建设，减少管道安设的成本消耗。其二是预制特征，支持预先完成配件的安装，运输到目的地，直接组装，便能够第一时间投入应用。其三是在土地资源紧张的情况下，装置可埋入地下，减少地上空间的耗费。除此之外，一体化水处理装置的各个单元能够根据实际应用需求进行灵活组合，满足应用需求。可见一体化装置的应用优势十分明确，对于居住分散、无法进行集中污水处理、管网铺设难度大的农村地区来说是十分适用的[1]。

2 一体化污水处理工艺研究进展

为了满足农村污水处理的实际需求，主要的处理工艺包括膜生物反应器、生物接触氧化工艺、一体化净化槽、序列间歇式活性污泥法、生物滤池等等。在五十年代，小型的一体化污水处理设施便已经开始得到广泛应用，国际水质协会已经通过多次专门会议针对小型污水处理设施的技术、设计、管理、操作、成本及改造等多个方面展开了探讨。2002 年，为了进一步规范污水处理，更是颁布了分散式污水处理的系统手册。在北欧的部分国家，特别是农村地区，居民居住相对分散，因此研究发明了序批式活性污泥法、移动床生物膜反应器、生物转盘等工艺，结合化学絮凝除磷的一体化污水处理装置去达成污水处理的目标。2001 年开始，德国展开了针对小型的污水处理设施的系统化研究，并且利用膜生物反应器对偏远农村地区的生活污水进行处理。日本研发出的一体化净化槽，不但能够提升水质，同时能够去除氮和磷等污染成分。相对于其他国家俩说，我国对农村污水的研究起步虽然相对发达国家较晚，所以更要投注更多精力去思考一体化污水处理技术的创新，优化污水处理设施性能。

3 一体化污水处理设施主要技术

3.1 膜生物反应器工艺

膜-生物反应器（MBR）是一种传统污水生物处理原理与膜分离原理深度结合的高效污水处理工艺，近年来在国内大型污水处理厂、小型一体化设备工程中有广泛的应用案例。MBR 工艺优势在于出水水质好、节省占地的特点，其主要利用膜组件的高效分离作用，提高泥水分离率从而增加污泥浓度，增加生化反应速率。这项技术最主要的特征便是处理的效果理想，对于污水的水量与水质都有更好的适应性，在利用这项技术完成污水处理之后，剩余的污泥量少，污泥的膨胀率也更低，方便相关人员进行管理与后续操作。

3.2 一体化生物接触氧化工艺

作为一种好氧生物膜工艺，生物接触氧化工艺在实际应用过程中，接触氧化池内设置填料，部分微生物会以生长于填料表层，形成生物膜，此外也有一部分生长于水中，呈现絮状悬浮生长于水中。这项工艺同时包含了生物滤池与活性污泥两种工艺的特点。在专家在针对西部农村地区污水情况进行调查研究之后，开发出了适用于单户使用的小型一体化处理装置。这类处理装置的处理量小，主要使用生物接触氧化工艺，借助试验研究，可以发现在厌氧池的水力停留时间达到六天，生态滤池生态滤池水力负荷达到每日35 厘米时，处理的效果最为理想[2]。

3.3 一体化序批式活性污泥法工艺

序批式活性污泥工艺，主要是指在一个池当中完成进水、反应、沉淀、排放及闲置等多项程序的处理。这项工艺最为主要的特点便是操作的流程简单便捷、耐冲击能力强、载荷能力强、沉降性好且成本低廉，利用这类工艺，能够有效的去除污水当中含有的氮磷等成分。相关专家针对太湖流域周遭农村地区展开研究，并且通过前期研究结果，迎合当地的实际处理需求，选择了小型一体化序批式活性污泥工艺去开发生活污水处理设施，日处理规模约为80m3，污染物处理之后满足了排放标准，可见得到了理想的应用成果。

4 其他应用要点

4.1 专业人员的技术能力与素养强化

通过以上讨论，污水处理技术应用并不是一个简单的过程，需要诸多专业技术人员要做到认真学习、娴熟操作，才能够真正体现污水处理技术的实际应用价值。因此为了提升污水处理的效率与质量，必须要重视对于专业技术研究人员与操作人员的培养。对于创新性的一体化污水处理技术，更要融入到教育体系当中，专业院校应当设置相关专业与课程，相关机构也要建立起系统化的人员培训体系，这样一来才能够确保有更多了解一体化污水处理技术并且能够熟练运用专业处理技术的人才投入行业市场，成为人才储备。

4.2 提升专业技术研究的支持力度

随着社会的不断发展，水污染问题正在逐渐扩散，农村地区的污水治理更成为了关键问题，农村地区的污水处理工程量会因污染问题而越来越大，而且因农村基础设施长久一来都并未得到完善，所以污水处理也很难得到理想的处理成果。因此，必须要加大对于一体化污水处理技术研究的支持力度，特别是对于一体化处理设施的研究，要纳入到当地的环境治理规划当中，给予重点关注，这样才能够引起相关专家与技术人员的重视。污水治理对于农村地区尤为重要，因为农村地区的水源质量对于农作物的质量以及民众生活都会产生直接影响，所以必须要提起重视[3]。

4.3 商业模式需要创新

污水处理工程通常投资较大，全国大部分的乡镇政府都难以承受其高额的建设成本和运营成本，也没有合适的融资渠道。大部分乡镇地区污水处理工程主要靠政府财政投入或者国家专项资金，为满足环境治理业绩，普遍存在一定程度的重投资、轻效益现象。

因此，污水处理工程商业模式的创新也是值得思考。如何发挥政府投资的引导作用和项目的撬动作用，需考虑建立规范的地方政府融资机制，积极推动地方融资平台转型改制，深入研究政府和社会资本合作（PPP）模式的应用，以特许经营等方式为抓手吸引社会资本，同时建立绩效考核制度，阶段性支付运营费有效约束社会资本引入的运营团队，提高治理效能。与国内大型水务公司合作，采用旗下优质的一体化污水处理设备也至关重要。