農村污水一體化設計
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- 農村污水一體化農村生活污水一體化處理設備工藝分析
摘要：農村生活污水污染問題現已成為一個不可忽視的問題，迫切需要解決。一體化污水處理設備具有投資低、能耗少、占地面積小、處理效率高、管理方便等優勢，適合在農村地區推廣。針對農村生活污水的水質水量特征，對比分析了國內一體化污水處理設備常采用的主體工藝，為農村地區采用一體化生活污水處理設備提供了參考。
隨著中國經濟的迅速發展和城市化的步伐加快，農村居民的生活水平大大改善。農村供水事業不斷發展，由于淋浴、洗衣機、沖廁等衛生設施的普及，農村生活排水不斷增加。根據2010年人口普查數據顯示，中國現有近7億農村人口，污水排放量巨大。2005年10月，建設部組織對9省43縣74村莊調查顯示，96%的村莊沒有排水溝渠和污水處理系統[1]，生產生活污水未經處理沿道路邊溝或路面排放至就近水體，對農村生態環境造成了嚴重危害，已經成為新的區域性水環境的重要污染源。
鑒于我國污水處理事業存在著較大的資金缺口，水處理行業對水設備投資的資金壓力，與大型傳統的污水處理系統相比，具有投資低、能耗少、處理效率高、占地面積小、管理方便等一系列優勢的一體化污水處理設備更加符合我國的國情與發展形勢[2]。在這樣的契機與形勢下，一體化污水處理設備在廣大的農村地區已經并將繼續得到廣泛的推廣與應用。
1 農村生活污水特點
農村生活污水水質與農村的地理環境、經濟發展水平、生活習慣等多種因素有關。根據已有的調查數據分析，大部分農村生活污水的性質相差不大，污水的水質也比較穩定，相對于城市污水，有機物、氮、磷等營養物含量較高[3]，一般不含有毒物質，污水中還含有合成洗滌劑以及細菌、病毒、寄生蟲卵等，不同時段的水質也不同。
農村的生活污水水量一般都比較小，排放比較分散，變化幅度大，一天之中在上午、中午、下午都有一個高峰時段[4]，夜間基本不外排水。高峰時段的出現與季節、當地農村的生活習慣等因素有關。
2 一體化污水處理設備常用主體工藝探討與比較
一體化污水處理設備的資金投入低、空間利用少、處理效率高、管理方便等諸多優點，使其與大型傳統的污水處理系統相比，在農村地區具有更加廣闊的發展前景和不可替代的優勢：充分利用社會閑散資金，減少資金投入；緩解市政管道建設壓力，降低污水管網規模；有效節約建筑空間，降低土地利用成本；節約水資源，有效實現中水回用；高度集成水處理技術，推動水處理行業的革新。
一體化污水處理設備采用的主體工藝以A/O（厭氧-好氧活性污泥法）工藝為主[5]。隨著污水處理要求的不斷提高與多元化需求，MBR（膜生物反應器）工藝、SBR（序批式活性污泥法）工藝也作為主體工藝運用到一體化污水處理設備中。由于采用DAT-IAT[6，7]等其他工藝作為主體工藝的一體化污水處理設備效率較低或應用不廣等原因，故不予以分析比較。
2.1 A/O主體工藝
2.1.1 工藝原理 厭氧-好氧活性污泥法（Anoxic/Oxic，簡稱A/O）是由厭氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理工藝。污水進入厭氧池后與回流污泥混合。活性污泥中的聚磷菌在這一過程中有效降低污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進入好氧池后，有機物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧條件下吸收的磷多于厭氧條件下釋放的磷，因此污水經過“厭氧-好氧”的交替作用和二沉池的污泥分離作用，最終達到除磷的目的。
2.1.2 工藝特點 采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設備具備降低有機污染物和除磷脫氮的功能，也不存在污泥膨脹問題，運行管理較簡便。由于填料的比表面積大，池內的充氧條件良好，生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量高，再加上污泥回流，反應池內活性污泥濃度較高，因此兼有活性污泥法的特點，具有較高的容積負荷。由于生物固體量多，當有機容積負荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，因此污泥產量可相當于或低于活性污泥法。該工藝操作簡單，運轉費用低，處理效果好，運行穩定。是目前較為成熟的生活污水處理工藝，能有效地確保污水達標排放。
2.1.3 工藝流程說明 A/O工藝流程見圖1。生活污水經格柵井進入調節池后，由污水泵抽送至A級生物處理池（兼氧池），兼氧池內掛有彈性填料，通過吸附在填料上的兼氧細菌的吸附水解作用，使污水中對生物細菌有抑制作用和難以生物降解的有機物水解，并將大分子的有機物水解為小分子的有機物并對固體有機物進行降解，減少了污泥量，降低污水中懸浮固體的含量，并利用污水中的有機物作為碳源，使從后級好氧段回流的硝化液中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮在兼氧脫氮菌的作用下形成氣態氮從污水中逸出，達到脫氮的目的，從而降解污水中有機污染物，提高污水的生化可降解性，并去除污水中的氨氮和懸浮物。兼氧池出水進入O級好氧接觸氧化池，好氧池內好氧微生物在水體中有充足溶解氧的情況下，利用污水中的可溶性污染物進行新陳代謝，從而達到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，污水中大部分懸浮物能在此得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲存，中間水泵再提升到沙過濾器去除水中膠體、顆粒、懸浮雜質，確保出水達到排放標準后，消毒排放。
經格柵處攔截的柵渣定期清理外運，二沉池中的污泥部分回流至A級生物處理池，另一部分污泥至污泥池使污泥進行好氧穩定消化，減少污泥體積和臭氣排放，消化池上清液溢流回到調節池進行循環處理。剩余污泥定期抽送出設備罐體外運處置。...
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