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摘要：本文以珠海市莲洲镇某村的农村污水处理设施为例，分析人工快渗工艺在农村污水处理领域的适用性。分析结果表明，预处理+人工快渗工艺对有机物、氨氮、总氮及总磷有良好的处理效果，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，为农村污水处理提供借鉴与参考。
关键词：人工快渗；农村污水；生物渗滤
人工快渗污水处理系统（Constructed Rapid Infiltration，简称CRI系统）是在快速渗滤的基础上发展而来的新型土地处理技术，通过设置渗透性能良好的渗透介质，采用干湿交替的运转方式，使污水在渗透介质及微生物共同的过滤、吸附及微生物降解等多种作用下，去除污水中的污染物，达到净化水质的目的。
与常规农村污水处理工艺比较，人工快渗工艺具有如下特点：一是处理效果好，出水可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》水质要求；二是投资成本低，该工艺主要是以天然河砂为主要滤料，原材料成本低，工艺流程简单，机械设备少，施工简便。三是运行成本低，它不需要庞大的供氧系统，配套设施少，故运行成本低；四是不产生大量的剩余污泥，节省污泥处置费用；五是该工艺操作简便，易于管理和维护，对操作人员的素质要求不高。
1 处理设施简介
1.1 设计规模、进水水质及排放要求
珠海市莲洲镇某村，常住人口约744人。根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）的规定，建筑内部给排水设施一般水平地区的可按用水定额的80%计算污水产量。按《广东省用水定额》（DB44/T 1461-2014），珠三角地区农村居民用水定额为150 L/(cap·d)，故农村居民污水产量为120 L/(cap·d)。按相关环保要求，污水收集率为70%，同时考虑珠海地区地下水位较高，软土地基较多，地下水入渗量按平均污水量的15%考虑。故收集到的污水量Q=744×0.12×70%×1.15≈72m3/d，污水处理设施处理规模按80m3/d设计。
该村之前尚无完善的污水收集系统，难以获得准确的排污水质数据，故根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）及参考邻近城镇、类似居住区的进水水质综合考虑后确定进水水质。根据环保部门的要求，排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B 标准。设计进水水质及排放标准详见表1所示。
表1 设计进水水质及排放标准表
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管网收集的污水经人工粗格栅去除大颗粒杂质后在集水池内由泵提升进入预处理池，预处理池包括细格栅，初沉及预曝气段，初沉用于分离污水中的砂及小颗粒悬浮物，防止堵塞后续布水集水系统，同时可以去除部分有机物，降低后续处理设施的有机负荷，初沉后进入预曝气段，在池内采用潜水曝气机进行充氧同时可以调节水质水量，经预处理后的污水自流进入人工快渗系统。人工快渗系统是由天然介质和特殊材料组成的混合滤床，上部进水，底部集水，通过上部的穿孔布水管进行充氧布水，底部穿孔集水管将处理后的出水收集，汇合排放。预处理池沉淀在底部的泥砂排入污泥干化池，在干化池内减量化，干泥定期外运处置。设置除磷剂投加装置，必要时可以投加药剂，保证出水的总磷达标排放。
2 主要构筑物及其设计参数
2.1 人工粗格栅及集水池，规格尺寸4.00m×2.50m×4.70m，地埋式钢筋混凝土结构，数量1座。安装设备包括：（1）人工粗格栅，提篮式，栅隙15mm，不锈钢304材质，数量2套，1用1备；（2）潜水提升泵，流量5m3/h，扬程15m，功率0.55Kw，数量2台，1用1备。
2.2 预处理池，规格尺寸5.00m×4.00m×3.00m，地上式钢筋混凝土结构，数量1座。安装设备包括：（1）人工细格栅，栅隙5mm，不锈钢304材质，数量1套；（2）潜水曝气机，型号JA-32-80，供氧量1～1.2kg/h，空气量22m3/h，功率1.50Kw，数量2台，1用1备，备用机置于设备房内；（3）手动排泥管道阀门，数量1套；（4）斜管填料及支架，数量1套；（5）出水集水槽，数量1套；（6）加药装置，药桶PT-500L，搅拌机功率0.37Kw，计量泵流量4～8L/h，数量1套。（7）超声波液位计，量程0～5m，数量1台。
2.3 人工快渗系统，规格尺寸8.00m×5.00m×2.00m，设计水力负荷0.6m3/（m2·d），半埋式钢筋混凝土结构，数量3座。人工快渗系统采用干湿交替的运转方式，池内的滤料不需要反冲洗，只要定期对人工快渗池表面的滤料进行常规的翻松保养。人工快渗由PLC自动控制系统进行轮换进水，单池工作周期为3h，每天运行8周期，进水淹水期0.5h，落干期2.5h，湿干比1:5。为提高落干期滤料的复氧效率，同时缓解滤料的堵塞，在承托层的穿孔集水管处设置通气管与大气连通。安装设施包括：（1）布水电动阀，规格DN150，数量3台；（2）穿孔布水管，布水孔φ8mm，数量3套；（3）滤料，φ2mm～4mm～8mm，数量60m3；（4）承托层，φ8mm～16mm鹅卵石，数量12m3；（5）穿孔集水管，数量3套。
2.4 明渠流量计，规格尺寸4.00m×0.90m×0.60m，地埋式砖混结构，数量1座。安装计量槽及超声波明渠流量计各1台。
2.5 污泥干化池，规格尺寸3.50m×2.00m×0.80m，砖混结构，数量1座。设置穿孔滤板7m2及过滤粗砂3.5m3。
2.6 设备间，规格尺寸4.80m×3.50m×3.00m，砖混结构，数量1座。主要放置配电自控箱、维修设备。放置手提式干粉灭火器2个，安装换气扇1台。
3 应用效果
本项目与配套收集管网于2016年中开始建设，2017年初完成施工并进入调试阶段，2018年初通过环保验收，以下汇总了2017年运行的部分数据。数据表明人工快渗结合预处理工艺处理农村污水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。该工艺对有机物、氨氮及总氮的去除效果满足标准要求，在运行时需要根据水质变动范围适量的投加药剂，保证总磷出水达标。具体数据详见表2所示。
表2 运行调试数据汇总表
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4 结语
（1）农村污水采用预处理+人工快渗工艺进行处理，当进水CODcr为120.24～181.37mg/L，BOD5为58.62～82.55mg/L，NH3-N为12.85～20.85mg/L，TN为22.67~30.58mg/L，TP为2.85～3.85 mg/L时，去除率分别为64%～69%，78%～82%，64%～66%，31%～40%，78%～96%，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。
（2）人工快渗工艺具有出水效果好、运行稳定、运行费用低、操作管理简单等特点，适用于农村污水处理，可以在农村污水领域推广使用。
参考文献 ：
[1]孙明利.人工快渗工艺在农村生活污水处理中的运用[J].技术与市场,2015,22(2):96-97.
[2]乐小芳.我国农村生活方式对农村环境的影响分析[J].农业资源与环境学报,2004,21(4):42-45.
论文作者:许耀森
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
标签：污水论文; 数量论文; 污水处理论文; 水质论文; 工艺论文; 农村论文; 污染物论文; 《防护工程》2019年第2期论文;