四川某丘陵地区农村分散式生活污水处理工艺及应用

辜 清，谭 军，王祉宁

(1.四川省天晟源环保股份有限公司,四川 成都 610000；2.四川省地质矿产勘查开发局成都水文队，四川 成都 610000)

1 引言

随着我国农村居民生活水平的迅速提高，农村生活污水的产生量及污水浓度均在不断增加，而随意排放的生活污水将对农村的生态环境造成严重影响[1～8]，甚至导致湖库的富营养化。由于四川某丘陵地区农村人口居住较分散，农村生活污水主要来源于厕所冲水、洗涤用水、厨房污水等[9～12]，使得农村生活污水浓度较低，水质、水量波动较大，污水排放日变化系数一般可达3.0～5.0[13，14]，污水中含有较高的有机物、SS等[15，16]，污水可生化性强。针对该生活污水的水质水量特点，本方案采用格栅+调节池+一体化处理设备(厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)处理后达到《四川省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)的一级标准后外排环境。

2 废水处理工艺

2.1 废水的水质、水量

本项目共涉及四川某丘陵地区8个乡镇共17个村的农村污水处理，其中规模为10t/d的污水设施10处，规模为20t/d的污水设施7处。由于该区域属于岷江、沱江流域重点控制区域内，为减少污染物的排放，故本项目污水设施排放均执行《四川省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)的一级标准。该废水进出水指标见表1。

表1 进、出水水质指标

2.2 工艺流程的确定

本项目污水来水不均匀程度较高，水质、水量波动较大，因此必须考虑在前端设置均质均量的调节池；本项目污水为生活污水，预估BOD5/CODcr值大于0.35，可生化性较高，适宜采用生化处理工艺；根据污水排放的要求，该污水处理工艺除了应去除污水中的有机物污染物质，还应能去除氨氮、总磷等污染物。因此，根据污水进水水质情况，本项目工艺流程图如图1所示(实线框内的为一体化污水处理设备)。

图1 污水处理工艺流程

3 主要构筑物及设备

3.1 10 t/d污水设施主要构筑物及设备参数

3.1.1 一体化预处理设备

格栅池：数量1座；碳钢结构，地下设置；尺寸为1 m×0.7 m×1 m；人工格栅1套，材质为不锈钢。调节池：数量1座；碳钢结构，地下设置； 尺寸为2.5 m×1.5 m×1.5 m；潜水泵2台，一用一备，浮球液位计2个。

3.1.2 一体化设备

厌氧池：数量1套；尺寸为0.5 m×1.5 m×1.5 m；池内设置立体弹性填料0.7 m3，填料支架1套。缺氧池：数量1套；尺寸为0.5 m×1.5 m×1.5 m；池内设置立体弹性填料0.7m3，填料支架1套。好氧池：数量1套；尺寸为1.5 m×1.5 m×1.5 m，气水比15∶1，池内设置立体组合填料2.1 m3，填料支架1套，材质为碳钢防腐，硝化液回流泵2台，一用一备。沉淀池：数量1套，尺寸为1 m×1.5 m×1.5 m，中心筒1套，污泥回流泵2台，一用一备；排泥泵1台。消毒池：主要放置紫外线消毒器，数量1套，尺寸为1 m×1.5 m×1.5 m。污泥池：数量1套。

3.1.3 控制柜

控制柜主要安放设备，包括控制系统、曝气风机等。数量1台，不锈钢，室外防雨型，尺寸为0.8 m×0.8 m×1.5 m，电磁曝气泵，2台，一用一备。

3.1.4 微型水质自动监测系统

主要安放在线检测装置，数量1座，不锈钢，室外防雨型，设备包括电磁流量计、悬浮物、pH值、氨氮水质在线检测装置等。

3.2 20 t/d污水设施主要构筑物及设备参数

3.2.1 一体化预处理设备

格栅池：数量1座；碳钢结构，地下设置；尺寸为1 m×0.7 m×1 m；人工格栅1套，材质为不锈钢。调节池：数量1座；碳钢结构，地下设置； 尺寸为2.5 m×1.5 m×1.5 m；潜水泵2台，一用一备，浮球液位计2个。

3.2.2 一体化设备

厌氧池：数量1套；尺寸为0.5 m×2.0 m×2.0 m；池内设置立体弹性填料1.0 m3，填料支架1套。缺氧池：数量1套；尺寸为0.5 m×2.0 m×2.0 m；池内设置立体弹性填料1.0 m3，填料支架1套。好氧池：数量1套；尺寸为1.5 m×2.0 m×2.0 m，气水比15∶1，池内设置立体组合填料4.2 m3，填料支架1套，材质为碳钢防腐，硝化液回流泵2台，一用一备。沉淀池：数量1套，尺寸为1 m×2.0 m×2.0 m，中心筒1套，污泥回流泵2台，一用一备；排泥泵1台。消毒池：主要放置紫外线消毒器，数量1套，尺寸为1 m×2.0 m×2.0 m。污泥池：数量1套。

3.2.3 控制柜

控制柜主要安放设备，包括控制系统、曝气风机等。数量1台，不锈钢，室外防雨型，尺寸为0.8 m×0.8 m×1.5 m，电磁曝气泵，2台，一用一备。

3.2.4 微型水质自动监测系统

主要安放在线检测装置，数量1座，不锈钢，室外防雨型，设备包括电磁流量计、悬浮物、pH值、氨氮水质在线检测装置等。

4 出水效果分析

四川某丘陵地区8个乡镇共17个村的农村污水处理设备安装完成并经调试运行稳定后，经第三方环境检测机构对17个污水处理设施的出水进行了监测，出水水质监测结果见图2～图4。

图2 pH值、SS、TN监测结果

图3 TP、NH4-N监测结果

图4 CODcr监测结果

根据图2～图4废水出水水质监测的结果，经格栅+调节池+一体化处理设备(厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)处理后，项目17个农村污水分散式处理设施出水均达到《四川省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)的一级标准要求；其中pH值变化范围为6.71～7.67，平均值为7.12；SS变化范围为6.00～11.00 mg/L，平均值为7.94 mg/L；TN变化范围为2.21～12.90 mg/L，平均值为7.59 mg/L；CODcr变化范围为10.00～40.00 mg/L，平均值为16.76 mg/L；TP变化范围为0.14～1.22 mg/L，平均值为0.58 mg/L；NH4-N变化范围为0.46～5.61 mg/L，平均值为2.00 mg/L。

5 经济技指标

本项目10 t/d污水设施总占地面积约为30 m2，投资约21万元，其中设备投资18万元、土建投资为3万元；20 t/d污水设施总占地面积约为40 m2，投资约25万元，其中设备投资21万元、土建投资为4万元；一体化设备均采用地埋式，设备安装完成后地表均进行了绿化处理。本项目主要运行费用主要为电费，约为0.56元/m3，因此采用该工艺用于农村分散式生活污水处理经济上可行。

6 运行中存在的主要问题

该项目污水处理设施在运行过程中出水水质不稳定，TN、CODcr、TP、NH4-N等主要出水指标变化幅度大，变化范围分别为2.21～12.90 mg/L、10.00～40.00 mg/L、0.14～1.22 mg/L、0.46～5.61 mg/L，其原因主要如下。

(1)农村污水管道建设不完善，存在跑冒滴漏的情况，污水收集率低从而导致污水中营养物质不足、水力负荷降低。营养物质不足影响污水设施中活性污泥的生长；水力负荷降低易造成污泥沉淀，导致污泥解体，致使污水处理设施无法正常运行，出水水质不稳定。

(2)农村污水管道雨污分流不充分，雨季部分雨水进入污水管道，导致污水设施进水水质浓度较低，污水中CODcr、BOD5、氨氮、总磷等营养物质不足，污泥流失现象较严重，导致出水水质不稳定。

(3)由于缺乏有经验的运维人员，设施在运行过程中出现故障时无法及时解决，污水处理设施易出现无法正常运行，出水水质不稳定等情况。

7 结论

(1)经过项目的运行结果表明，项目废水采用格栅+调节池+一体化处理设备(厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、消毒池)处理后可达到《四川省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB51/2626-2019)的一级标准。

(2)本项目运行费用主要为电费，处理费用约为0.56元/m3，因此采用A2O工艺处理农村分散式生活污水经济上可行。

8 建议

(1)建议加大农村污水管网的建设，提高污水收集率；同时对污水管道存在跑冒滴漏的情况进行检修和维护，确保污水设施正常运行。

(2)建议对分散式农村污水处理设施增加在线监控系统，掌握污水设施的运行状况，能及时发现并解决出现的故障，大大减少污水设施管理人员的工作量。