浙江省农村生活污水一体化处理设施应用现状与典型工艺研究

唐占谱，何 芳，胡前亮，肖玉笛，曲云鹏

（1.浙江省建设工程质量检验站有限公司，浙江 杭州 310007；2.浙江建科节能环保科技有限公司，浙江 杭州 310007）

1 浙江省农村生活污水处理设施建设现状

2014年以来，在“美丽乡村”建设理念的推动下，浙江省率先提出全面治理农村生活污水，每年浙江省都有新政策出台，对农村生活污水进行多面性、持续性的管控治理，浙江省农村生活污水治理水平在近年得到显著提升。根据浙江省农村生活污水治理监管平台数据统计，截至目前，全省已建有处理设施的行政村数为15 525个，污水处理设施共57 381座，运维管理单位123家。其中已建成一体化集中处理设施47 712座，处理设施总设计日处理能力为1 449 179.7 t，行政村处理设施覆盖率为93.2%，农村生活污水治理行政村出水水质达标率为84.1%。

全省约40 000座一体化集中处理设施中，主要由“活性污泥法衍生工艺”“生物膜处理工艺”“其他一体化组合工艺”3种工艺模式组成，其中活性污泥法衍生工艺占比达52.16%，生物膜处理工艺占比达35.50%，其他一体化组合工艺占比达12.34%。

2 浙江省农村生活污水特点及典型处理工艺

农村生活污水具有排放点分散、水量小、时段性和季节性强等特点，污水中氮、磷浓度高且含有大量的营养盐、细菌和病毒[1-2]，农村生活污水若得不到有效治理，将会影响村镇饮用水安全，造成土壤肥力下降，粮食产量降低，也会对地下水、湖泊、流域的水质产生影响[3-5]。因此，采用具有先进性、适用性、有效性的污水处理工艺是解决农村生活污水问题的关键。通过分析活性污泥法衍生工艺中的典型工艺“厌氧-缺氧-好氧法（anaerobicˉanoxicˉoxic,AAO）主体工艺”和“序批式活性污泥法（sequencing batch reactor,SBR）主体工艺”，生物膜处理工艺中的典型工艺“膜生物反应器（membrane bioˉreactor,MBR）主体工艺”，梳理和对比农村生活污水一体化处理设备相关原理和特点，为模式选择、推广和应用提供理论支持。

2.1 活性污泥法衍生工艺

2.1.1 AAO主体工艺

一体化AAO工艺将厌氧-好氧除磷系统和缺氧-好氧脱氮系统相结合，可同时去除水中的有机物、氮和磷。在厌氧池，聚磷菌利用生活污水中低级脂肪酸等易降解的有机物进行厌氧释磷。在缺氧池，反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮。在好氧池，硝化菌进行硝化作用将氨氮转化为硝酸盐，同时聚磷菌进行好氧吸磷，可有效去除水中的有机物、氮和磷，并且能够有效避免出现污泥膨胀现象。该工艺整体稳定可靠，沉淀效果理想，可获得稳定的出水水质。

2.1.2 SBR主体工艺

一体化SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称为序批式活性污泥法。生活污水连续进入处理池直到反应器内最高行液位，通过池底泵的搅动，使污水和池中活性污泥充分混合，进水达到设定的液位后开始曝气，使污水中的污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去除；进入沉淀阶段后停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，完成固水分离，水中的溶解氧将不断下降，最终上清液排出，到循环开始时的最低水位。其运行次序一般分为进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期5个阶段，5个阶段所需的时间为一个周期[6]。

2.2 生物膜处理工艺

MBR主体工艺是生物膜处理工艺中的典型工艺。一体化MBR 工艺是指膜分离与生物膜处理有机结合的新型污水处理技术[7]，污水通过过滤装置进入调节池，再通过缺氧池进行生化反应处理。污水经过好氧处理后，在模组件进行过滤，滤膜直接浸入在曝气池中，与反应混合液直接接触。通过气提方式在膜的底部通入空气，对中空纤维膜的外表面进行擦洗，进而可连续去除掉黏附在膜表面上的固体物质，达到防止或降低膜的污染或堵塞的目的。同时气流也具有曝气作用，可提供生物降解所需要消耗的大部分氧，其余部分氧还要通过扩散曝气系统来提供。滤膜组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，不仅有助于增殖缓慢的微生物生长，而且延长了难降解有机物在系统中的停留时间，生物反应中产生的过量污泥可以直接可以从超滤膜池中排出。

3 典型处理工艺出水水质指标对比

通过选取设备价格、主体质量相近，处理量为10 t/d 的农村生活污水一体化处理设备，对分别采用AAO 主体工艺、SBR 主体工艺和MBR 主体工艺的处理设备进行出水水质性能分析。完成设备培菌调试后，2022 年 4 月 11 日—6 月9 日期间采集污水处理厂内农村生活污水作为原水在水温26 ℃±5 ℃条件下稳定运行60 d，期间设备进出水5 项基本污染物浓度指标如下。

（1）pH。测试期间进水 pH 为 6.8～7.7，AAO 主体工艺设备出水 pH 为 6.3～7.7，MBR 主体工艺设备出水pH 为 6.6～7.7，SBR 主体工艺设备出水 pH 为 6.8～7.8。

（2）化学需氧量。测试期间进水化学需氧量值为112～194 mg/L；期间AAO 主体工艺设备出水化学需氧量去除率为87.0%，处理后化学需氧量浓度最小值为14 mg/L，最大值为29 mg/L；期间MBR 主体工艺设备出水化学需氧量去除率为89.1%，处理后化学需氧量浓度最小值为13 mg/L，最大值为26 mg/L；期间SBR 主体工艺设备出水化学需氧量去除率为87.9%，处理后化学需氧量浓度最小值为15 mg/L，最大值为27 mg/L。

（3）悬浮物。测试期间进水悬浮物值为60～98 mg/L；期间AAO 主体工艺设备出水悬浮物去除率为87.6%，处理后悬浮物浓度最小值为5 mg/L，最大值为17 mg/L；期间MBR 主体工艺设备出水悬浮物去除率为93.1%，处理后悬浮物浓度最小值小于等于4 mg/L，最大值为9 mg/L；期间SBR 主体工艺设备出水悬浮物去除率为88.3%，处理后悬浮物浓度最小值为6 mg/L，最大值为14 mg/L。悬浮物处理前后对比如图1 所示。

图1 悬浮物处理前后对比

（4）氨氮。测试期间进水氨氮值为33.3～48.9 mg/L；期间AAO 主体工艺设备出水氨氮去除率为96.4%，处理后氨氮浓度最小值为0.817 mg/L，最大值为5.97 mg/L；期间MBR 主体工艺设备出水氨氮去除率为98.0%，处理后氨氮浓度最小值为0.076 mg/L，最大值为1.23 mg/L；期间SBR 主体工艺设备出水氨氮去除率为97.6%，处理后氨氮浓度最小值为0.568 mg/L，最大值为1.21 mg/L。

（5）总磷。测试期间进水总磷值为4.21～7.01 mg/L；期间AAO 主体工艺设备出水总磷去除率为72.3%，处理后总磷浓度最小值为1.17 mg/L，最大值为1.88 mg/L；期间MBR 主体工艺设备出水总磷去除率为77.6%，处理后总磷浓度最小值为0.781 mg/L，最大值为1.89 mg/L；期间SBR 主体工艺设备出水总磷去除率为78.9%，处理后总磷浓度最小值为0.719 mg/L，最大值为1.45 mg/L。总磷处理前后对比如图2 所示。

图2 总磷处理前后对比

通过60 d 的连续出水跟踪化验监测，对3 种不同主体工艺农村生活污水处理设备出水污染物中的pH、化学需氧量、悬浮物、氨氮、总磷5 个指标做了优效性、稳定性和经济性的对比，得出AAO 主体工艺设备经济性最佳，MBR 主体工艺5 项指标平均污染物去除率相较最佳，SBR 主体工艺稳定性最佳。

4 典型处理工艺技术、经济、性能指标对比

结合运行状态、维护管理、出水水质等对3 台一体化处理设备的技术指标、经济指标、性能指标等进行综合对比总结，结果如表1 所示。

表1 技术指标、经济指标、性能指标对比

5 结语

采用农村生活污水一体化处理设备是解决浙江省农村生活污水排放分散、浓度不均的有效方法，其具有投资成本低、维护管理便捷、充分利用土地资源、协控污水管网规模、水资源重复利用等一系列优势。而AAO 主体工艺处理设备技术成熟，工艺结构简单，运行维护成本低，但占地面积大，适用经济状况一般的农村地区。SBR 主体工艺水量适应性强，但运行维护次数频繁，运维专业性强，适合具备一定经济条件的农村地区。MBR 主体工艺设备出水稳定，但运维成本相较更高，需配备专业运行维护人员，适用经济发达的农村地区。

浙江省作为农村生活污水治理先行者，连续出台了相关政策与规范标准，未来应深入剖析治理经验，重点加强农村生活污水处理设备精准性、适用性、有效性，统筹全省农村人居环境改善情况，推进相关技术创新，培育有效的市场监管体系，形成绿色健康的农村环境新局面。