双隔板式小型一体化农村污水处理技术

陈丹，陈峰，周少奇

（1.山东省城建设计院，济南 250012；2.贵州科学院，贵阳 550001）

近年来，随着农村环境生态建设的持续推进，农村水环境治理中存在的问题也日益显现出来。农村污水处理通常是借鉴《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）[1]的要求，但农村污水与城镇污水在水质、水量、管网收集等方面都存在着很大的差别。

农村生活污水包括生活洗涤污水、厨房和冲厕污水、养殖畜禽污水等，具有污染面广、来源多且分散不易收集，成分复杂，地区差异较显著，悬浮物（SS）、有机物、氮磷浓度较高等特性[2]。从水质方面来看，农村污水水质中化学需氧量（COD）、SS等指标的含量与城镇污水的差距不是很悬殊，但农村种植、养殖等农业生产活动排出的废水中的氨态氮（）、总氮（TN）及总磷（TP）等含量偏高，而且随着农村厕所建设改造的推进，农村生活污水以冲厕废水、部分家庭分散养殖废水为主，其、TN 及TP 含量也偏高。从水量方面来看，城镇污水处理为集中处理，城市管网建设完善，早在规划初期就已纳入城镇管网收集系统，各污水处理厂的水量较为稳定。而农村污水收集管网多半还处于建设中，我国是世界上喀斯特地形分布最广的国家。在以喀斯特地形为主的农村地区，居民分散度高、地势高差大，管网集中收集成本非常高，而且由于农村污水变化系数大，大部分已经运行和在建的污水处理系统的实际处理水量远低于设计规模，因此大部分处理效果无法达到设计标准。同时，集中处理、统一排放会产生对污水中所含农用资源过度处理的问题，这些都是造成农村污水治理投入成本及运行费用高的原因。

我国农村每年产生生活污水约80 亿t[3]，截至2012 年，我国58 万个自然村中分散式污水处理率仅有8%[4]，农村分散式污水处理显得尤为重要。

本文采用自主研发的双隔板式小型一体化污水处理装置[5]，以工程试验检验小型一体化污水处理装置在农村污水分散处理模式中的应用效果，检测COD、SS 及NH4+-N 等的去除效率。试验证明，该双隔板式小型一体化污水处理装置对农村污水中COD、SS、NH4+-N 等的去除效率可以达到90%，出水中100%的COD、SS 指标，以及81%的NH4+-N 指标可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级B 的排放标准。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验采用的污水是南方某县化粪池上半部分的混合液，进水主要指标见下表。

试验用污水进水指标情况

1.2 试验装置及启动运行

1.2.1 试验装置

本次采用的试验装置见图1。试验装置实物见图2。

图2 试验装置实物

本试验装置主要由筒体、导流隔板、沉淀隔板、坡体构成。倒流隔板、沉淀隔板与筒体之间构成好氧区1、好氧区2 及沉淀区。好氧区1 内设曝气管，筒壁上安装进水管，沉淀区的筒体上安装出水管。

本装置是一种微动力小型污水处理设施，具有占地小、能耗低、安装方便等特点。

1.2.2 启动运行

试验流程见图3。

图3 双隔板式小型一体化污水处理工艺流程

未达到稳定流量。化粪池上部混合液提升至调节罐后，通过阀门调节流量为600L/d，再以重力流的方式输送至一体化处理装置的好氧区1 内。污水混合液在爆气泵的作用下经导流隔板上端流入好氧区2内，部分完成好氧生化反应的混合液自动回流到好氧区1 的底部，与其他混合液一起在好氧区1 内继续进行生化反应；好氧区2 内的另一部分完成好氧生化反应的混合液经沉淀隔板的下端缝隙流入沉淀区，沉淀区内混合液中的污泥在重力作用下沉降在导流坡体上，形成动态污泥层,实现泥水分离，导流坡体动态污泥层上的部分污泥回流至好氧区2 的底部，与其他混合液一起进行生化处理；沉淀区上部的上清液作为再生水经出水管排出。

2 结果与讨论

2.1 试验数据

试验过程为16d，进出水的COD、SS、NH4+-N 指标变化情况见图4—6。

2.2 数据分析

试验过程中进出水水样如图7 所示。

图7 进出水水样

试验1 过程中，溶解氧保持在3.2—4.8mg/L，沉淀区污泥浓度保持在4000—4300mg/L，好氧区污泥浓度保持在2800—4000mg/L。

如图4 所示，运行期间COD 的最高去除效率为94%，出水浓度最低为17mg/L。出水浓度平均为32mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级A 的排放标准，其中100%的COD 排放指标能达到该标准中一级A 的排放标准。

图4 COD 进出水指标变化情况

如图5 所示，运行期间SS 的最高去除效率为90%，出水浓度最低为8mg/L。出水浓度平均为13mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级B 的排放标准，其中100%的SS 排放指标能达到该标准中一级B 的排放标准。

图5 SS 进出水指标变化情况

如图6 所示，运行期间NH4+-N 的最高去除效率为90%，出水浓度最低为6mg/L。出水浓度平均为12mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的二级排放标准，其中81%的NH4+-N 排放指标能达到该标准中的二级排放标准。

图6 NH4+-N 进出水指标变化情况

由上表可以看出，进水COD 浓度平均为221mg/L、SS 浓度平均为63mg/L，接近并低于城镇污水进水指标；NH4+-N 浓度平均为78mg/L，远高于城镇污水中NH4+-N 的进水指标。本次试验受条件限制，未能对生物需氧量（BOD）、TP 及TN 等指标进行检测，结合试验结果初步判断，农村污水中NH4+-N 的生化去除难度应该比城镇污水要大。

3 结语

（1）试验结果表明，双隔板式小型一体化污水处理装置对COD、SS、NH4+-N 的去除效率可以达到90%及以上，出水中COD、SS 的排放浓度均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级B 的排放标准，其中81%的NH4+-N排放指标能达到该标准中一级B 的排放标准、100%的NH4+-N 排放指标能达到该标准的二级排放标准。虽然试验未对全部相关指标进行检测，但通过采样目测可以发现，出水能达到“水清不臭”的要求，大部分水质透彻无明显异味。

（2）双隔板式小型一体化污水处理装置对农村污水中COD、SS 等的去除较为容易，但若对NH4+-N（包括TN）等指标仍按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）去除，处理成本会大幅增加。

（3）针对农村污水的处理，应将污水中所含的氮、磷等物质作为农用资源加以利用，在达到“水清不臭”的前提下，应放宽对农村污水中NH4+-N、TN及TP 的要求。