農村汙水處（chù）理設備改怎麽選擇？我們需要因地製宜

農村生活汙水汙染問題現已成為一個不可忽視的問題，迫切（qiē）需要解決。一體化（huà）汙水（shuǐ）處（chù）理設備具有投資低、能耗少、處理效率高、占地麵積小、管理方便等一係列優勢（shì），適合在農村（cūn）地區推廣。針對農村生活汙水的（de）水質水量（liàng）特征（zhēng），介紹了一體化汙水處理設備在農村地區推廣的優越性，並分析對比（bǐ）了國內一（yī）體化汙水處理設備（bèi）常采用的主體工藝，為農村（cūn）地區采用一體化生活汙水處理設（shè）備提供了技術經濟（jì）參考。

農村汙水處理設備的選擇

隨著我國經（jīng）濟的迅速（sù）發展和城市化步伐的加（jiā）快（kuài）推進，我國農村居民的生活水平大大（dà）改善。農村供水（shuǐ）事業不斷發（fā）展，由於淋浴、洗衣機、衝廁等衛（wèi）生設施的普及，農村生活排水不斷增加。根據2010年人口普查最新數據顯示，我國現有近7億農村人口，汙水排放量巨大。2005年10月，建設（shè）部組織對9省43縣74村（cūn）莊調查顯示，96%的村（cūn）莊沒有排水溝渠和（hé）汙水處理係統，生（shēng）產生活汙水未經處（chù）理沿道路邊溝或路麵排放至就近水體，對農村生態環境造成了嚴重危害，已經成為新（xīn）的區域性水環境的重要（yào）汙染源。鑒（jiàn）於我國汙水（shuǐ）處理事業（yè）存在著較大的資（zī）金缺口，水處理行（háng）業對水設備投資的資金壓力，與大型傳統（tǒng）的汙（wū）水處（chù）理係統相比，具（jù）有投資低、能耗（hào）少（shǎo）、處理效率高、占地麵積小、管理方（fāng）便等一（yī）係列優（yōu）勢的一體化汙水處理設備更加符合我國的國情與發展形勢。在這樣的契機與形（xíng）勢下，一體化汙水處理設備在廣大的農村地區已經並將（jiāng）繼續得到廣泛的推廣與應用。

1農村生活汙水特征

1.1水（shuǐ）質特征

    農村生活汙水水質與農村的地理環境、經濟發展水平（píng）、生活習慣等多種因素有關。根據已有的調查數據分析，大部分農村生活汙水的性（xìng）質（zhì）相差不大（dà），汙水的（de）水質也比較穩定，相對於城市汙水，有機物、氮（dàn）、磷等營養物含量較高，一般不含有（yǒu）毒物質，汙水中還含有合成洗滌（dí）劑以及（jí）細菌、病毒、寄生蟲卵等，不同時段的水質也不同。

    1.2水量特征

農村的（de）生活（huó）汙水（shuǐ）水量一般都比較小，排放比（bǐ）較分散，變化幅（fú）度大，一天（tiān）之中，上午、中午、下午都有（yǒu）個高峰時段，夜（yè）間基本不外排水。高峰時段的（de）出現與季節、當地農村的生（shēng）活習慣等因素有（yǒu）關。

 2一體化汙水處（chù）理設（shè）備的發（fā）展優勢

一體化汙水處理設備的資金投（tóu）入低、空間利用少、處理效率高（gāo）、管理方便等諸（zhū）多優點，使（shǐ）其與大型傳統的汙水處理係統相比，在農村地（dì）區（qū）具有更加（jiā）廣闊的發展前景和不（bú）可（kě）替代（dài）的優（yōu）勢。

    2.1充分（fèn）利用社會閑散資金，減少資（zī）金投（tóu）入

建設大型傳統的汙水處理係統往（wǎng）往需要（yào）較多的資金。當前，我國汙水處理事業存在著較大的資金缺口，但又存在著大量小額社會閑散資金難以利用的（de）情況。一（yī）體化汙水處理設備資金投（tóu）入小，可以有效地利用（yòng）這些社會閑散資金，使農村汙水處理事（shì）業更加順利（lì）地開展進行（háng）。

    2.2有效節（jiē）約建築空間，降低土地利用成本

建（jiàn）築（zhù）大（dà）型的汙水處理廠通常需（xū）要耗費大量的建築麵積，占用大量的土地，破壞生態（tài）環境。隨（suí）著經濟（jì）的不斷發展和城市化的加快進程，尤（yóu）其在（zài）東部（bù）發達地區，土地（dì）利（lì）用成本越來（lái）越高。一體化汙水處理（lǐ）設備則不需要（yào）利用（yòng）太多（duō）的土地，且可以采用地埋處理，節約了空間，進一步地減少了投資代價，同時也不會對生（shēng）活區或景區造成景觀破壞。

    2.3緩解市政管道建設壓力，降低汙水（shuǐ）管網規模

對於農村地區以及一些邊遠地區，管網覆蓋率通常較低，建設大型的汙水（shuǐ）處理廠（chǎng），通常需（xū）要配（pèi）套建設大規模的市（shì）政管道，這樣既（jì）耗費大量資金，又不便於管理。采用一體化汙水處（chù）理設備，可以緩解市政管道的建設壓力。另外，對於分流製排水係統，經一體化汙水處理設備處理過的汙水可以直接排入雨水管（guǎn）道或（huò）就近排入水體，既不汙染環境，也不增加（jiā）汙水管道的壓力。

    2.4節約水資源，有效實現中水（shuǐ）回用

隨著農村地區對水資源需求的日益（yì）增大，水資源的匱乏將是未來限製農村地區發展（zhǎn）的重大（dà）問題。經一體化汙水處理設備處理過的汙水可以達到國家規定的（de）中水回用標準，可以重新利用，節約水資源，較大型傳統的汙水處理係統體現出（chū）更大的優勢。

    2.5高度集成水處（chù）理技術，推動水處理行（háng）業的革（gé）新

一體化汙水處理設備實現了汙水處（chù）理的集成化，使原本單一的技術集成到一個（gè）設備中。一（yī）體化設備技術自80年（nián）代（dài）初引入到我國以來，隨著國家對汙水處理要求的逐（zhú）漸提高，一體化的集成化程度將不斷提高，這（zhè）將大（dà）大地推動水處理（lǐ）行業技術的不（bú）斷（duàn）發展與革新。

    3一體化汙水處理設備常用主體工藝

一體化汙（wū）水處理設備采用的主體工藝以A/O(厭氧-好（hǎo）氧活（huó）性汙泥法（fǎ）)工藝為主。隨著汙水處理要求（qiú）的（de）不斷提高與多元化需求，MBR(膜生物反應器（qì）)工藝、SBR(序批式活性汙泥法)工藝（yì）也作為主體工藝運用到一體化汙水處理（lǐ）設備中。由於采用其他（tā）工藝作為主體工藝（yì）的一體化汙水處理設備效率較低或應用不（bú）廣等原因，故筆者（zhě）不予以（yǐ）分（fèn）析比較。

    3.1A/O主體（tǐ）工藝

    3.1.1工藝原理

厭氧-好氧（yǎng）活性汙泥法(Anoxic/Oxic，簡稱A/O)是由厭（yàn）氧（yǎng）和好氧兩部分反應組成的汙水生物處理工藝。汙水進入厭（yàn）氧池後，與（yǔ）回流汙泥混合。活性汙泥（ní）中的聚磷菌在這一過程中大量吸收汙水中的BOD，並將汙泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混（hún）合液（yè）進入好氧池（chí）後，有機物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中（zhōng）的正磷酸鹽到汙泥中。由（yóu）於聚磷菌在好氧條件下吸收（shōu）的磷多（duō）於厭氧條件（jiàn）下釋放的（de）磷，因此，汙水經（jīng）過“厭氧（yǎng）-好氧”的（de）交替作用和二（èr）沉池的汙泥分離作用，最終達到（dào）除磷的目的。

    3.1.2工藝特點

采用A/O工藝作為主體工藝的一體（tǐ）化汙水處理設備具備降低有機汙染物和除磷脫氮的功能，也不存在（zài）汙泥膨脹（zhàng）問（wèn）題，運行管理較簡（jiǎn）便。由於填料的比表麵積大（dà），池內的充氧條件良（liáng）好，生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量（liàng）高，再加上汙泥回流，反應池（chí）內（nèi）活性汙泥（ní）濃度較高（gāo），因此兼（jiān）有活性汙泥法（fǎ）的特點（diǎn），具有較高的容積負（fù）荷。由於生物固體量多，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，汙泥產量可相當於或低於活（huó）性汙泥法。該工（gōng）藝操作簡單，運轉費用低，處（chù）理效果好，運行穩定（dìng），是（shì）目前較為成熟的生活汙（wū）水處理工藝，能有效地確保汙水達標排放（fàng）。

    3.1.3工藝流程說明

由圖1可（kě）知，生活汙水經格柵進入調節池後（hòu），由汙（wū）水泵抽送至A級（jí）生物（wù）處理（lǐ）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（yǎng）細（xì）菌的吸附水解作用，使汙水中對生物細菌有抑製作用和難以生物降解的（de）有機（jī）物水解，大分（fèn）子的有機物水解為小分子的有機物，並對固體有機物進行（háng）降解，減少了汙泥量，降低（dī）汙水中（zhōng）懸浮固體的（de）含量，並（bìng）利用汙水中的有機物作為碳源，使從後級（jí）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（chéng）氣態（tài）氮從汙水中逸出，達到脫氮（dàn）的（de）目的，從而降解汙水中有機汙染物，提高汙水的生化可降解性，並去除汙（wū）水（shuǐ）中（zhōng）的氨氮和（hé）懸浮（fú）物。兼氧池出水（shuǐ）進入（rù）O級好氧接觸氧化（huà）池，好氧池內好氧微生物在（zài）水體（tǐ）中（zhōng）有充足溶解氧的（de）情（qíng）況下，利用汙水中的可（kě）溶性汙染物進行新陳代謝（xiè），從（cóng）而達（dá）到去除汙水中可溶解性汙（wū）染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，汙水中大部分懸浮（fú）物（wù）能在此得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池貯存，再由中間水泵提升到砂過（guò）濾器去除水中膠體、顆粒、懸（xuán）浮雜質，確（què）保出水達到排放標（biāo）準後，消毒排放。經格柵處攔截的柵渣（zhā）定期清理外運，二沉池中的汙泥（ní）部分回流至A級生物處理池，另一部（bù）分汙泥（ní）至汙泥池使汙泥進行好（hǎo）氧穩（wěn）定消化，減（jiǎn）少汙泥體積和臭氣排放，消化池上（shàng）清液溢流回到（dào）調節池進行循環（huán）處理。剩餘汙泥定期抽送出設（shè）備罐體外運處置。

一（yī）體化汙水處理設備工藝流程圖（圖（tú）一（yī））

3.2MBR主體工藝

3.2.1工藝原理。

膜生物反應器(MembraneBioreactor，簡稱MBR)技術是活性汙泥生物（wù）處理（lǐ）技（jì）術與（yǔ）膜分離技（jì）術相結合的一種新工藝。它不同（tóng）於活性汙泥法，不使用沉澱池進行固（gù）液分離，而是使用中空纖維膜替（tì）代沉澱池（chí），因此（cǐ）具（jù）有（yǒu）高效固液分離（lí）性能。同時利用膜的特性（xìng），使活性汙泥不（bú）隨出水流失，在生化池中形成8000～12000mg/L超高（gāo）濃度的活性汙泥濃度，使汙染物分解徹底，因此，出水水（shuǐ）質良好、穩（wěn）定，出水細（xì）菌、懸浮物和濁度接近於零。

    3.2.2工（gōng）藝特點。

MBR處理工（gōng）藝對水質的（de）適應性好，耐衝擊負（fù）荷性能好，出水水質優良、穩定，不會產生汙泥膨脹;池中采用新型彈性立體（tǐ）填料，比表麵積大，微生物易掛膜，脫膜，在同（tóng）樣（yàng）有機物負荷條件下，對有機（jī）物去除率高，能提（tí）高空氣中的氧（yǎng）在水中溶解度;工藝簡單，不（bú）必單獨（dú）設立沉澱、過（guò）濾等固液分（fèn）離池，占地麵積少，水力停留時間大大縮短;汙泥排放量少，隻有（yǒu）傳統工藝的30%，汙泥處理費（fèi）用低，但一次性投資較（jiào）高。

    3.2.3工藝流（liú）程說明。

由圖2可知，汙水經格柵進人調節池後，經提升泵進入生物反應器，通過PLC控製器開啟鼓風機充氧，生物反應器出水經循環泵進（jìn）入膜分離處理單元（yuán），濃水返回調節池。反衝洗泵利用清洗池中處理水對（duì）膜處理設備進行反（fǎn）衝洗（xǐ），反衝汙水返回調節（jiē）池。通過生（shēng）物反（fǎn）應池內的水位控製提升泵的啟閉。膜單元的（de）過濾操（cāo）作與反衝洗操作可自動或手動控製。當膜單元需要化學清洗操作時，關閉進水閥和汙水循（xún）環（huán）閥，打開藥洗閥和藥（yào）劑循環閥，啟動藥液循環泵，進行化學清洗操作。MBR工藝是高（gāo）效膜分離技術與活性汙泥法有（yǒu）機結合的新型汙水處理技術（shù），它利用膜的高效截留作（zuò）用，將生化反應池中的活性汙泥（ní）和大分子有機物截留住，省掉了（le）初沉池和二沉池，進行固液分（fèn）離（lí），有效（xiào）地（dì）達到（dào）了泥水分離的目（mù）的。活性汙泥濃度因此大大提高，水力停留時間和汙泥停留時間可以分別控製，而難降解的大分（fèn）子有機物，延長其在反應器（qì）的停留時間，使之得到最大限度的分解，大大強化了生物反應器的功能。

農村一體化汙水處理設備工藝流程（chéng）圖

3.3SBR主體工（gōng）藝

    3.3.1工藝原理

序批式活性汙泥法(SequencingBatchReactor，簡稱SBR法)是一（yī）種間歇式活性汙泥法。SBR工藝在運行操作上的最大優點是將曝氣、反應、沉澱、排水等單（dān）元操作（zuò）工序按時間順序在同一個反應池中（zhōng）反複進行。其運（yùn）行次序一（yī）般分為進水期、反應期、沉澱期、排水期和閑置期（qī）5個階段，5個階段所需的時間稱為一個周期[6]。一個周期內，各（gè）個階段的運行時間、反應（yīng）池混合液的濃度以及運行狀況（kuàng）等都可以（yǐ）根據進水水質與運行功能靈活操作。隻要（yào）有效地控製與變換各階段的操作，SBR法就能在一定的範（fàn）圍內適應水質、水量的變化;而且，在進水與反應階段，缺氧(或厭氧)與好氧狀態交替出現，有效地抑製了專性好氧（yǎng）菌的過量增長繁殖，同（tóng）時，較短的汙泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖，由此克服了常規活性汙泥易使（shǐ）汙泥膨脹的（de）弊端。

    3.3.2工藝特點（diǎn）

采用SBR法作為主體工（gōng）藝的一體化（huà）汙水處理設備具有工藝流程簡單，構築物少的特點。該工藝不需設置汙泥回流設施，不設（shè）二（èr）沉池，曝氣池容（róng）積也小於傳統（tǒng）連續式活性汙泥法，易產生汙泥膨脹的現象。通過調節運行，不僅去除COD，而且可以有效地脫氮除磷。該工藝對水質水（shuǐ）量（liàng）變化適應（yīng）性強，出水水（shuǐ）質較穩（wěn）定，適合間歇排放的汙水，可由PLC自動控製係統靈活控製運行工序。但SBR法屬於間（jiān）歇式活性汙泥法（fǎ），排水時間短，且排水時要求不（bú）攪動沉澱汙泥層，因而（ér）需要專（zhuān）門的排水設備(潷水器)，且對潷水器的要求較高。上述原因導致采用該工藝作為主體工藝的一體（tǐ）化設備處理效率不高（gāo）。運行費用低。

    3.3.3工藝流程說明

由（yóu）圖3可知（zhī），汙水經過格柵去除掉較大的漂浮物，然後流入到調節池進行（háng）均質、均（jun1）量。出水經提升泵提（tí）升後，進入主反應SBR設備池，由經曝氣、反應、沉澱、排水一係（xì）列操作工序後，下部汙泥進入汙泥儲（chǔ）存池，上清液經（jīng）潷水器潷（bì）水後進入中間（jiān）水（shuǐ）池，經過消毒工藝處理後，作為回用中水或達標水體排放。進（jìn）入汙泥儲存池的汙泥經壓濾後抽（chōu）排外運，上清液回流至調節池。

農村一（yī）體化汙水處理（lǐ）設（shè）備sbr工（gōng）藝流程

 3.4常用主體工藝技術經（jīng）濟對比

現（xiàn）以一體化（huà）生活汙水處理設（shè）備處（chù）理量為120m3/d，對3種常用主體工藝進行技術經濟比較(表1)。由表1可知（zhī），A/O主體工（gōng）藝總投資費用（yòng）和（hé）運行費用較低，在出水水質不作較高要求時，應優先考慮采用該主體工藝一體化處理設備;MBR主體（tǐ）工藝出水水質可穩定符合GB18918-2002一級A排放標準，但（dàn）工藝設備相對複雜，總體投資與運行費用較高，建議土（tǔ）地利（lì）用成本較高的（de）東部地區，發展較好（hǎo）的農村地區使用;SBR主體工藝對進水水質有很高的抗（kàng）衝擊能力，該工藝流程簡單，設備少，由於該工藝屬於間歇式活性汙泥法，對於進水水質、水量不穩定的地區，可以（yǐ）考（kǎo）慮使用（yòng）此工藝。

4結論

(1)一體化生活汙水（shuǐ）處理設備具有投資低、能耗少、處理效率高、占地麵積小、管理方便（biàn）等一係列優勢，可以有效地緩（huǎn）解管（guǎn）網建設壓力，適合農村地區分散式汙（wū）水處（chù）理，在我國農村地區具有廣闊的發展前（qián）景。

(2)在一體化生活汙水處理設備的常用主體工藝中，A/O主體工（gōng）藝（yì）技術成熟，發展穩（wěn）定，在工程投資和運行（háng）成本上體現出較大的優勢;MBR主體工藝在出水水質及出水（shuǐ）穩定性上更優，但（dàn）投資和運營成本（běn）較高，管理方（fāng）麵相對複雜，隨著膜組件（jiàn）生產工藝的不斷發展革新，MBR主體工藝顯示（shì）出巨大的發展（zhǎn）潛力;SBR主體工藝（yì）流程簡單，設備少，但由於（yú）屬於間歇性活性汙泥法，處理效（xiào）率不高（gāo），且對潷（bì）水器的要求較（jiào）高，常僅在水質水量變化較大的地區使用。對（duì）於具體的農村一體（tǐ）化生活汙水處理設備主體工藝選擇（zé），應（yīng）結合（hé）當地水質、水（shuǐ）量的特點，綜合上述技術經濟（jì）因素予以考慮。

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