摘要：农村经济发展、分布分散、废水源单一，致使农村生活污水呈现出管理难、、污染面广、污染物单一等特点。生物膜法以其占地面小、没有污泥膨胀和污泥回流，耐冲击负荷的特点，在农村废水处理工程应用里得以普及，但工艺的曝气工序能耗占比较高。对此，本文对“跌水曝气”工艺在生物法处理农村生活污水的适用性展开分析论述。
关键词：跌水曝气；生物膜法；农村生活污水；适用性
1背景概述
1.1污染源情况
生活污水是一种由人类正常生活发展过程中所产生的废水，是造成水体污染的主要污染源之一。农村生活污水来源主要是人畜排泄物、农民小规模生产，对此呈现出有机物含量高，富含氨氮、总磷等无机盐类。废水源头散乱加上农村普遍缺乏有效的集中收集处理设施，雨水冲刷往往会造成农村废水随地表径流进入河流、湖泊等水体并造成后续整治难题。
1.2废水处理技术
废水处理方法一般可归纳为物理法、化学法和生物法：物理法主要利用物理作用分离废水中的非溶解性物质，简单、经济但效率较低；化学法是利用氧化还原作用来处理或回收废水中的胶体及溶解物，便捷、高效但费用高；生物法是利用微生物新陈代谢功能，将废水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，可分为活性污泥法和生物膜法。
2农村生活污水净化处理情况
2.1现行状况
由于农村地处较偏、分布疏散、经济力量较为薄弱，严重缺乏集中的废水收集和管网系统、雨水废水不分流，农村生活污水的化学需氧量、含氮、含硫和含磷高，普遍带有恶臭刺激性气味等，因此造成了农村生活污水极难集中收集处理、排废水量变化波动大、维护管理难度大、严重缺乏废水处理专业人员等的窘困现状。
2.2生物膜法与农村生活污水处理
生物膜法又有称生物接触氧化技术，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用附着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。其兼有活性污泥法和生物膜法的优点，具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷、剩余污泥量少，运行管理方便等特点，都比较符合农村生活污水的特点，因此，在农村的生活废水的处理装置中普遍应用生物膜法。
但在传统的生物膜法工艺中，曝气工序普遍使用的是机械供氧，如底部充氧。据统计，这种充氧曝气装置的能耗消耗在整个生物膜法工艺运维花费中占比超过50%，有者达76.6%。因此，在对农村生活污水的处理装置中，笔者认为可在传统的曝气工艺进行改善设计与改进修建，继续保持传统工艺的优点而尽量克服化解工艺的短处，创造一个真正适用于农村生活污水处理的类生物接触氧化装置。
2.3“跌水曝气”工艺与生物膜法
“跌水曝气”是废水处理工艺中氧化环节的一种工序，通过废水自身重力作用，将废水重力势能通过自由落体运动，撞击到水面上，以此通过自由落体中与空气接触和撞击时与接触面上的空气加大氧化面积，使得废水在跌落过程中完成氧化曝气。
与传统机械曝气工艺相比，“跌水曝气”氧化工艺曝气充氧效率偏低，但由于跌水曝气过程耗电量几乎为零，能源损耗低，曝气效率与性能较高。因此，考虑农村生活污水特性，可对传统生物膜法工艺进行设计与改进，融入“跌水曝气”工艺，实现低能耗、高效率净化。
3“跌水曝气”工艺的适用性分析
经综合多方面考量农村生活污水、农村发展概况、生物膜法工艺以及“跌水曝气”工艺，可将相关方面的适用性分析如下：
3.1对废水中溶解氧量的影响与适用
废水在曝气前后的溶解氧量比较，是衡量曝气效率高低的重要指标。由于“跌水曝气”不通过电力能源而只利用废水自身重力势能，使单位水体的充氧效果较低。为解决此影响，“跌水曝气”环节设置应着重考量“跌水量”与“跌水回流”：通过废水跌落量的增大，可将水体整体充氧量尽可能加和增大；通过回流，废水跌水次数增加，可将单位水体上的充氧率呈倍增长。
3.2对废水中有机物、无机物的影响与适用
农村生活污水中含有大量有机物和大量无机盐，同时废水的可生化性较高。对此，废水处理工艺可适用脱氮除磷工艺“厌氧-缺氧-好氧法”进行设置：废水先通过“跌水曝气”的好氧阶段，净化部分COD、BOD，氨氮硝化和吸收磷；其次进入池中部的缺氧阶段进行硝酸盐脱氮；然后进入池底部的厌氧阶段，难降解有机物进行氨化并释放少量磷；最后通过回流进入第二次“跌水曝气”好氧阶段直至达标排放。
3.3 对废水中病原菌、病毒和寄生虫卵的影响与适用
细菌病菌群落多，也是农村生活污水的一个重要特点。考虑农村的空旷性及户外性，对细菌菌落的消毒净化可通过户外太阳紫外线照射进行净化：可充分利用“跌水曝气”的单位接触面大的优势，将照射消毒和接触曝气环节结合起来，达到消毒净化的目的。
3.4对工艺运营的影响与适用
在理想状态下，“跌水曝气”工艺在重力势能推动下自动运作，无需外接动力辅助；借助生物膜法的优势，并无污泥膨胀、种泥回流等维护管理花销；对于生物膜法的劣势，如有机负荷较低、停留时间长、常伴恶臭，都能与农村生活污水特点进行一一对应互补。
4 结语
通过改进完善，将“跌水曝气”工序融入对农村生活污水的处理净化工艺可大大减少工程运维耗损，充分利用现有资源，对农村生活污水的分散式地方治理现状和适用性质互补益彰。
图：“跌水曝气”生物膜法工艺概念
参考文献：
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论文作者:万承浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/29
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