摘要：农村生活污水如何高效、节能、简便易行地处理已成为人们日益关注的问题。如何真正实现区别城镇集中式处理的农村区域的运行操作简单、日常维护成本低廉的分散式污水处理设备，从而进一步改善农村生态环境，在本文中笔者对此进行了探究。
关键词：农村污水处理；节能；维护成本
0 引言
现如今，农村污水收集难、管网投资高、水量变化大和施工不方便，严重制约了污水处理率。目前发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置，在农村生活污水处理中具有广阔的应用前景。但针对以上情况，如若提高污水处理率达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，总氮和总磷达标是难点，这样势必需要在集成的一体化设备中营造缺氧和厌氧环境，从而需增加搅拌设备，即导致在众多分散的小处理量设备中提高了每吨污水的处理和运行成本。
1 农村污水分散处理设备的问题简述
调研发现农村分散式一体化处理设备中用A/O+MBR工艺和A2O+MBR工艺居多，而很多村庄进水中TN高达150mg/L，TP高达14mg/L，且碳源不足，在A/O+MBR工艺中需要投加PAC、铝盐等除磷剂来通过化学方法去除TP，而在A2O+MBR工艺中，又存在除磷和脱氮的碳源竞争问题。为了出水指标合格，严格控制缺氧池和厌氧池的溶解氧浓度是脱氮除磷的关键，而在MBR膜池中，为了防止产水过程中膜片堵塞，因此曝气量与传统活性污泥法和生物膜法相比，曝气量很大，这就代表从膜池回流的混合液溶解氧浓度很难降下来，而按成熟的城镇污水处理工艺配套集成于一体化设备中并不适合，吨水投资及处理成本高于城镇规模化污水集中处理，因此探寻出真正适合农村小处理量的污水处理设备，做到运行操作简单、日常维护成本低廉是迫在眉睫的。
2适合农村分散式污水处理设备节能运行的技术改进
2.1 厌氧池搅拌方式改进
在厌氧条件下，聚磷菌在分解体内聚磷酸盐的同时产生ATP，聚磷菌利用ATP以主动运输方式将细胞外的有机物摄入细胞内，以聚β—羟基丁酸（PHB）及糖原等有机颗粒的形式储存在细胞内。聚磷菌在厌氧条件下释放出的磷是ATP的水解产物，反应如下：
ATP+H2O→PDP+H2PO4
而此时的厌氧条件是指既无分子氧也无氨氧化物氧（NOx），与无分子氧的缺氧环境不同。
在分散式农村生活污水处理的小型设备中，因为有MBR膜池可代替传统工艺中二沉池泥水分离的作用，故多取消二沉池，但忽略了MBR池污泥回流中溶解氧高的隐患，故笔者认为在一体化A2O+MBR设备中设置二沉池是十分必要的，既起到降低溶解氧浓度的作用，其上清液回流给缺氧池又能减少硝酸盐对释磷的影响。
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在一体化设备的厌氧池中设低速潜水搅拌装置其缺点同上文提到的内容，又由于厌氧环境对溶解氧的要求相对于缺氧池更为严格，故采用间歇曝气不合理，从节能、低成本运行的角度考虑，可利用24h回流污泥的能量进行缓慢水利搅拌，但考虑到污泥回流可能堵塞管道的布水孔，建议在布水管的主管合适位置，预留气路管路，定期对布水管进行气洗，这样既保证搅拌效果，又能大大减少故障率。
2.2 缺氧池搅拌方式改进
反硝化菌是异养型兼性厌氧菌，只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下才能利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。若反应池内DO较高，反硝化利用分子氧进行呼吸，则会抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，使O2成为电子受体，阻碍硝态氮的还原，因此反硝化过程溶解氧宜控制在0.5mg/L以下。无论在一体化处理设备中用A/O+MBR工艺或者A2O+MBR工艺，在缺氧池回流的混合液来自于膜池，对于平板膜，池中曝气量达到10L/片•min，因此缺氧池中溶解氧很难达到0.5mg/L以下。
（1）潜水搅拌机
在城镇集中式污水处理厂中，缺氧池池体大，使用潜水低速推流装置是可合理控制DO浓度，反硝化脱氮效果好，但在一体化设备中，以100t/d农村污水量为例，如若缺氧池停留时间考虑为3.5h，则缺氧池容积仅为14.6m³，选功率最小的0.75KW的潜水搅拌机后，其转速达到740r/min，在仅14.6m³的池体中可将污水搅拌到翻滚状态，不利于污泥絮体的养成和反硝化需要的慢速搅拌。
（2）间歇曝气搅拌
间歇曝气搅拌是利用好氧池的曝气风机单接出一支路供缺氧池下布气管，布气管采用穿孔管，孔径应大于常规好氧池中的穿孔曝气装置，因为在缺氧池中曝气主要的作用是起到搅拌而非充氧，孔径越大充氧效果越弱，因此缺氧池中穿孔管的孔径和间歇时间应根据实验测定，间歇曝气的时间间隔应保证在缺氧池中污泥不至于下沉且泥水混合均匀，又不会使缺氧池中的溶解氧浓度上升。
综上所述，在分散式农村生活污水处理的小型设备的缺氧池利用间歇曝气搅拌是适合且节能的，只要控制好间歇曝气时间间隔，可以达到很好的反硝化脱氮效果。
2.3 好氧池/膜池产水和曝气环节节能的技术改进
在MBR运行过程中，在产水的情况下，曝气是不能停止的，一旦非曝气时进行产水将加快膜片堵塞的时间，而膜通量随着时间的延续逐渐降低，产水量也随之减少，此时，维持着膜片最初通量状态下的曝气量无疑是浪费电费，而风机的运行在电费成本中占的比例最大，故用变频器控制产水泵和风机是节能的最佳选择，在PLC中使二者连锁，曝气量随着产水量的变化合理变化，当产水量增大时，风机轴功率增大，反之同理，既能省电又符合工艺要求。
3 结语
本文针对我国农村生活污水分散式处理设备运行成本高、维护困难的现象，分别对厌氧池、缺氧池、好氧/膜池各池中用电费用最高的设备进行分析，提出简便易行的解决方案。农村污水处理不同于城镇污水处理，笔者认为，设计人员不应该套用城镇污水工艺，应在工艺细节探索出一套真正适用农村区域运行操作简单、日常维护成本低廉的分散式污水处理设备，从而进一步改善农村生态环境。
参考文献：
[1]张自杰 排水工程（下册）[M].北京：中国建筑工业出版社（第四版），2015.
[2]许保玖，龙腾锐.当代给水与废水处理原理[M].北京：高等教育出版社（第二版）2001.
[3]张立国.农村分散式生活污水低成本处理技术研究与推广[D].河北省承德市隆化县环境监测站，2017.
论文作者:鞠花1,谭新爱2,卢太雷3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/9
标签：污水处理论文; 农村论文; 设备论文; 曝气论文; 溶解氧论文; 污水论文; 分散论文; 《基层建设》2019年第17期论文;