厦门中平公路勘察设计院有限公司佛山分公司
摘要：近年来，随着农村污水处理的改革力度的加大，农村污水处理技术问题也逐渐得到重视。农村污水具有收集难度大、排放点分散、运输距离长，地形限制多等问题，因此小规模一体化污水处理设备是农村污水处理的首要选择。
关键词：农村污水；生物处理；接触氧化；一体化
污水处理是指使用一定的处理方法和流程将污水无害化的一种过程，污水处理的主要有物理处理法、化学处理法、生物处理法这三种处理方法。现代城市污水成分复杂，污染程度较高，物理和化学处理法已不能满足环境与社会发展的需求，生物处理法一般作为污水处理工艺的二级处理，起到除磷脱氮的作用。生物处理法因处理流程的不同又衍生出各类的处理工艺，以已满足在城市和农村污水处理中的不同需求，本篇就农村污水处理的问题进行探讨与浅析。
1、工程概况
新塘镇是贵港市港南区的一个较大的乡镇，位于港南区北部，北与市城区南郊相连，东接新塘镇，南交瓦塘乡，西隔郁江与覃塘区石卡镇为邻。乡内地貌属平原与丘陵地势，郁江环抱二分之一的乡境边界。全乡总面积97平方公里，耕地面积4.1万亩。全乡有村民委员会19个，人口6.2万人。
目前新塘镇的雨水和污水基本为无组织自流排放，排水管道没有统一规划，多为零星的管渠。污水未经处理就一排放至镇区周围的农田和水沟，污染负荷已严重超出水体的自净能力，已对周边环境造成严重污染。同时，直排的污废水散发的臭气和异味严重影响周边居民的生活环境。因此，新塘镇人民政府提出建设成套的污水收集管网以及配套的污水处理厂的设想。
新建污水处理厂一座，一期规模750m³/d，共铺设污水管网约（DN400）0.07km。新塘镇新建污水处理厂厂区面积为3.783亩，厂区内绝对标高为46.50米，使用接触氧化处理工艺，污水厂位于镇区中北部，出水管排向污水厂北边池塘。
2、污水生物处理技术的原理与应用
目前，能处理各种不同类型水质和规模且具有一定脱氮除磷效果的污水生物处理工艺有许多，其中一些应用较多且运行成熟的处理工艺主要分为两大类：活性污泥法和生物膜法。活性污泥法主要有A2/O工艺法系列、氧化沟系列、AB法、SBR法、IBR工艺法系列，生物膜法常用的有生物接触氧化法。本篇主要围绕这几种进行讨论和选择。
（2）A2/O法
A2/O活性污泥法即水在流经三个不同功能分区的过程中即厌氧、缺氧、好氧，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除。该工艺在系统上是最简单的同步除磷脱氮工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，有利于处理后污水与污泥的分离。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果好。但由于池数多，所需设备较多，因此一般应用于较大规模的污水处理。
（3）氧化沟系列
传统的氧化沟不具备脱氮除磷功能，随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出早先的实践范围。因其具有技术经济优势和除磷脱氮的客观需求使两者以不同方式相结合，得到广泛应用。典型的结合方式是在氧化沟前增设厌氧池，在沟体内增设缺氧区，形成改良型氧化沟，便具备生物脱氮除磷功能。随着曝气设备的改进，水深可以达到4.5m，甚至5.0m，扩展了氧化沟的使用范围。
氧化沟池型具有独特之处，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系统。
（4）AB法
AB法是一种生物吸附——降解两段活性污泥法，A段负荷高，曝气时间短，仅0.5h左右，污泥负荷高达2～6kgBOD5/kgMLSS•d，B段污泥负荷较低，为0.15～0.30kgBOD5/kgMLSS•d。该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水，通常要求进水BOD5≥250mg/L，AB法才有明显的优势。
（5）SBR法系列
SBR法系列典型特点是其生化反应、沉淀在同一容器中进行。随着SBR法系列独特的关键硬件装置的更新和改进，在与除磷脱氮结合中出现了很多变形，即在同一容器中进水时形成厌氧（此时不曝气）、缺氧，而后停止进水，开始曝气充氧，完成脱氮除磷过程，并在同一容器中沉淀，再通过滗水器出水，完成一个程序。最早的SBR工艺只能间歇运行，通过改进出现了CASS工艺，即能够连续进水、间歇操作运转。与传统SBR法不同之处在于通过设置多座池子，尽管单座池子为间歇操作运行，但使整个过程达到连续进水、连续出水。CASS法的优点是可在一组池中完成除磷、脱氮、去除BOD5全过程。但每座池子都需安装曝气设备、沉淀的滗水器及控制系统，间歇排水，水头损失大，设备的闲置率较高、利用率低，设备投资大，要求自动化程度相当高。
（6）IBR工艺
IBR生物处理工艺是一种集厌氧、兼氧、好氧反应及沉淀于一体的连续进出水的周期循环活性污泥法。该工艺设计的反应池利用设置于池底的三相分离器实现单池连续进、出水，间歇曝气。通过调节曝停比营造出污水在反应池中的多级A/A/O状态，使污水在反应池中处于最佳状态的脱N除P工况，以最大限度地去除N和P。
污水处理系统配置的集中自控系统可以根据原污水水质，灵活地控制IBR的运行模式，在保证出水水质的前提下，使工艺的能量消耗最小化。
图2-1 IBR工艺图
（7）生物接触氧化法
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
从经济、使用率等诸多实际情况考虑，本次工程拟使用生物接触氧化法作为本次污水处理的主要工艺。
3、生物接触氧化法工艺的探讨与选用
（一）接触氧化工艺
接触氧化处理工艺，是在传统普通活性污泥法基础上发展起来的污水处理工艺，其采用复合生物反应器，是由悬浮生长微生物和附着生长微生物共同作用的生物反应器，是一年来出现的一种新型污水处理方法。由于两种状态的微生物共同作用，使得复合生物反应器兼有活性污泥法和生物膜法二者的优点，从而避免了二者的缺点。
图3-1 MBR生物膜一体化反应器工艺流程图
接触氧化工艺处理设备主要适用于乡镇生活污水处理
（二）MBR一体化反应器
MBR一体化反应器是将膜分离技术与生物处理技术、智能化控制技术有机结合起来的一体化成套水处理设备，内设缺氧池、膜池、清水池。其中生物膜具有水力学条件易于控制、产水量大、抗污染能力强、良好的机械稳定性、无断丝现象、寿命长、运行费用低和膜片清洗更换方便等特点，能够在较高污泥浓度条件下保持高通量稳定运行。利用用膜组件代替传统的二沉池，既能减少土地资源占用，维持高处理效率和稳定的出水水质，又能避免过多的剩余污泥的产生，同时还能对致病菌有截留作用。
图3-2 MBR生物膜一体化反应器工艺流程图
一体化污水处理设备比选如下：
表3-1工艺方案比较表
针对本工程的实际情况，本着合理可行，节约用地，同时保证出水水质可靠，综合考虑工期、造价、后期运营维护等因素，推荐采用接触氧化工艺。
4、接触氧化一体化设备的尺寸计算与配套设备的选择
污水经上一道处理工艺（调节池）后出水进入接触氧化系列一体化污水处理设备，该设备为缺氧/好氧工艺，加入智能曝气系统，大大提高COD和氨氮去除率。好氧曝气段后设生物滤床进一步去除水中污染物，特别是SS，达到强化处理效果。缺氧段和好氧段均设置悬浮生物填料，填充率40%；滤床基质采用高效塑料填充粒子，过滤效果明显。
本工程污水处理厂一期规模为750m3/d，选用3套接触氧化半埋式一体化污水处理设备，二期再增加3套，设备参数如下：
单套外形尺寸：B×L×H=3.0×15×2.8（m）
有效容积：107.1m3（有效容积利用率85%）
总停留时间：11h（缺氧区1.5h，曝气区8h，二沉池区1.5h）
出水水质：一级B标准。
配套设备：
A：罗茨风机，参数：Q=6.30m3/min，P=39.2KPa，N=7.5KW，数量：一期2台（3套一体化污水处理设备共用1台罗茨风机），一用一备。
B：微孔曝气器，参数：Ф215，材质：EPNM，服务面积：0.25-0.55 m2/个，数量：90套/台，一期3台。
C：污泥回流泵，参数：Q=10m3/h，型号：50WQ10-10-0.75，功率：0.75KW，扬程：10m，材质：铸铁数量：1台/套，一期3台。
5、结语
接触氧化一体化生物污水处理由于具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单、施工方便、占地面积小和工程造价较低等优点被广泛用于农村污水处理项目中，对农村污水处理的发展具有较大的推进意义。
参考文献：
[1]《给水排水设计手册》第5册—城镇排水（第二版） 中国建筑工业出版社
[2]《城市污水厂处理设施设计计算》第二版 崔玉川主编 化学工业出版社
[3]《室外排水设计规范》GB50014—2006（2016年版）
论文作者:林佳璇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/7/9
标签：污水处理论文; 生物论文; 工艺论文; 污水论文; 污泥论文; 设备论文; 活性论文; 《基层建设》2018年第12期论文;