农村变电站生活污水处理现状与探讨

2020-04-10曾媛严青王琳杰

环境与发展 2020年1期

曾媛严青王琳杰

摘要：我国大部分变电站位于农村地区，因无接入城市污水管网条件，农村变电站生活污水需就地处理后达标排放。变电站生活污水存在水量少、时变化系数大等特点，现有处理工艺不能正常运行或无法达标排放。本文借鉴农村生活污水处理技术，提出了生物组合法处理对策，可为变电站生活污水处理提供参考。

关键词：农村变电站;生活污水;生物法

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）01-00-02

Abstract： Most of the substations are located in rural areas. Because there is no access to the urban sewage pipe network， the domestic sewage in rural substations needs to be treated locally and meet the emission standards. The domestic sewage in the substation has the characteristics of less water volume and large coefficient of time variation， and the existing treatment process can not operate normally or discharge up to the standard. Based on the technology of rural domestic sewage treatment， this paper puts forward the treatment strategy of biological combination method， which can provide reference for domestic sewage treatment in substation.

Key words： Rural substation; Domestic sewage; Biological method

在我国，约70%的变电站位于农村地区，农村变电站是变电站的主力军。农村变电站由于远离城市，附近无城市污水管网，变电站生活污水需要就地处理后达标排放。随着智能化变电站建设工作的深入，新建变电站运行人员锐减，变电站生活污水量减少，原有的生活污水处理工艺已无法满足生活污水达标排放要求。特别是近年来随着对既有变电站智能化改造工作的推进，越来越多的农村变电站面临生活污水既无法进入城市污水管网，又难以达标排放的尴尬境地。本文根据变电站生活污水排放的特点，通过研究变电站生活污水处理技术，探讨了农村变电站生活污水处理的解决对策。

1 变电站生活污水的特点

1.1 水量特点

变电站生活污水排放量很小。变电站生活污水主要来源于站内运行人员和值守人员生活排放，偶有巡视检修人员产生的生活污水，量很少，可不考虑。早期建成的500kV变电站一般采用有人值班、有人值守的方式，站内值班人员加值守人员总数在10～30人左右，分3个班，每班约10人;110kV、220kV变电站多采用无人值班的模式，变电站一般配备值守人员1～2人。根据国家电网公司变电站典型性设计，新建110～500kV变电站均采用无人值班、1人值守的运行管理方式。根据实际调查及农村居民生活用水定额[1-2]，人均生活用水量约 100～180L，按平均140L 考虑。变电站建有完善的污水收集系统，污水排放系数可按 90%计算，则变电站生活污水产生量仅在0.126～1.26 m3/d。

变电站生活污水排放量时变化系数大，可达2.0～4.0。通常，变电站值守人员有固定的生活习惯，其产生的生活污水在不同时间段呈现出规律性的波动。变电站生活污水约有50%为厨房废水和洗涤废水，该类废水集中在午间和晚间排放，因此变电站生活污水在午间和晚间有两个排放峰值，而夜间基本无排放量。

1.2 水质特点

变电站生活污水可生化性好，污染程度较低。变电站生活污水主要由人粪尿、洗涤废水、洗漱废水、厨房废水等组成[3]。生活污水主要污染物包括SS、COD、BOD5、TP、TN等，pH接近中性，基本不含重金属及其他难降解有机物。BOD5/ COD>0.5，生化性好。根据监测，典型生活污水水质参数见表1。

主要指标 COD BOD5 氨氮 TP SS 油类特征值 150～300 100～200 15～40 3～8 100～200 15～30变电站生活污水水质波动较大。在不同时段，变电站生活污水来源不同，主要污染因子也不同。根据调查，变电站生活污水来源及主要污染因子情况见表2。

2 变电站生活污水处理现状及问题

2.1 地埋式生活污水處理系统

现有500kV变电站主流生活污水处理工艺为地埋式污水处理系统，约占80%左右[4]。根据国家电网公司变电站典型性设计，新建500kV变电站均采用地埋式污水处理系统。国内只有极个别早期建设的500kV变电站采用的是化粪池处理工艺，如北京昌平500kV变电站1站建有2m3化粪池[5]。

地埋式生活污水处理系统采用生物接触氧化原理，典型工艺流程见图1，主要特点是采用A/O工艺、并有出水回流和污泥回流，能实现同步脱氮除磷，出水经消毒后排放。剩余污泥采用厌氧消化实现减量化和稳定化，消化污泥清掏周期为1～2年，采用吸泥车外运。

根据调查，变电站内生活污水处理系统一般采用WSZ型、WZC型一体式污水处理装置，最小处理量为0.5m3/h。地埋式污水处理系统正常运行时，出水水质一般能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准要求。但很多地埋式污水处理系统可靠性较差，同时疏于管理，多次修理后被闲置，未起到生活污水处理效果。部分变电站由于智能化改造后运行人员大幅度减少，每日排水量仅0.2 m3/d左右，污水进入系统后，系统无法启动，污水处于厌氧状态。当水量达到系统启动条件时，污水因长时间厌氧酸化，水质已超过系统进水水质设计条件，系统依然无法正常运行，导致出水水质超标。

2.2 化粪池

根据调查，近年来设计投运及大部分早期建设投运的220kV、110kV变电站基本上采用的是化粪池污水处理系统。化粪池利用了低固体厌氧消化和沉淀分离的原理，有效容积约2m3，水力停留时间12h或24h。经化粪池处理后，污水中所含的粪便、纸屑、病原虫等杂质的去除率可达50%～60%，但有机物去除效果差，生化需氧量一般仅能降低20%左右，且出水呈酸性、具恶臭，出水水质达不到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中直接排放的标准要求。

3 变电站生活污水处理对策

变电站生活污水处理的难点主要在于其水量特别少，污染程度不高，难以达到现有处理工艺的污泥负荷要求。变电站生活污水本质为生活污水[6]，与农村生活污水在分散性、水质水量特点上都有许多相同之处，可借鉴农村生活污水处理技术进行设计，具体工艺方案如下：

（1）接触氧化池+人工湿地。接触氧化池内生物量大，微生物种类多，有机物在接触氧化池内通过生物膜的代谢被降解，可有效去除SS、COD和BOD5。污水在接触氧化池的好氧区和缺氧区之间回流，可起到脱氮目的。接触氧化池应设计为微型池体以符合变电站生活污水排放特征，BOD5容积负荷可采用0.2kgBOD/（m3.d） [7]，有效容积0.5m3。接触氧化池出水进入人工湿地，经湿地内植物和微生物吸附、吸收、分解等作用，可完成脱氮除磷，出水达标排放。

（2）SBR池+人工湿地。SBR池是将调节池、好氧池、缺氧池和二沉池四池合一，兼有水质水量调节、降解有机物、脱氮和固液分离等功能。SBR间歇运行与变电站生活污水周期性排放特性契合，具有占地面积小，运行维护简单等优点。SBR池可按污泥负荷0.05kgBOD/（kgMLSS.d），周期时间6h，有效池容0.5m3，充水比1/5进行設计。SBR池出水自流进入潜流人工湿地，进一步完成脱氮除磷，出水可达标排放。

（3）化粪池+土地慢滤。对于土地资源相对充裕，地下水位较深的地区，可采用化粪池+土地慢滤的处理工艺。厕所污水进入化粪池后，经厌氧水解酸化，可除去部分SS、COD和BOD5。化粪池有效容积可采用1m3，水力停留时间取24h。化粪池出水与变电站产生的其他生活污水一并进入土地慢滤系统，废水在流经地表土壤-植物系统时一部分被作物吸收，一部分渗入地下，最终得到净化。废水与降水共同满足植物需要，并与蒸散量、渗滤量大体平衡，无废水排放。

同时，随着农村生活污水治理政策的推进，集中居住的农村地区开始敷设管网进行污水收集。变电站生活污水与农村生活污水性质相同，应以农村生活污水治理为契机，接入农村生活污水管网，可避免分散处理带来的问题。

4 总结

农村变电站生活污水需就地处理达标排放。由于变电站生活污水水质水量的特点，现有处理工艺存在诸多问题。鉴于变电站生活污水与农村生活污水性质相同，可借鉴农村生活污水处理技术，采用生物组合法工艺达到达标排放的目标。

参考文献

[1]GB/T 50331-2002，城市居民生活用水量标准[S].

[2]DB51/T 2138-2016，用水定额[S].

[3]蔡兴初，张捷.变电站生活污水生态化处理工艺[J]. 电力勘测设计，2011，12（6）：51-53.

[4]黄诗坚.2007年全省变电站生活污水处理情况调研分析[J]. 华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术研讨会论文集（江苏分册），2008（8）：146-150.

[5]侯华华，张子健.我国变电站生活污水处理现状调研[J]. 环保科技，2013，19（6）：42-45.

[6]张体强.变电站生活污水处理现状与展望[J]. 环境科学与管理，2017，42（6）：83-86.

[7]潘涛，田刚.废水处理工程技术手册[G].北京：化学工业出版社，2014：381-385.

收稿日期：2019-10-25