農村生活污水組合處理技術方法（二）

三、一體化工藝示范工程

1、工藝簡介

根據昆山市環保局對錦溪鎮水環境治理及新農村建設的具體要求，結合錦溪鎮人民政府的統一部署，為建設“生態錦溪”、“人居錦溪”，實施了水污染環境整治工程。2011 年，昆山市錦溪污水處理廠與光大環?？萍及l展（北京） 有限公司合作，實施昆山市錦溪鎮分散型污水處理示范工程，以實現錦溪鎮水環境整治效果。

本示范工程規模為50 m³/d，占地面積為300㎡，工程納污戶數150 戶，總人數為450人，污水主要來源是居民廚房污水、浴室洗澡污水及其他公共場所的沖廁污水等。

根據農村生活污水特點，采用集水井+ PDS 轉鼓式一體化處理裝置+ 人工濕地工藝。

依據《江蘇省昆山市錦溪鎮污水收集工程可行性研究報告》，設計進水水質見表1，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002） 一 級A 標準。

2、工藝去除能力分析

根據現有設計規范推薦數據進行一體化中試設備理論設計，并將設計制作完成的中試設備在現場進行實際運行，對運行水樣進行監測，采用流量、進出水pH 值、OＲP、水溫、主轉子電機及回流泵運行時間等作為在線24 h 測量的指標，數據記錄存檔;水質指標如COD、BOD5、總磷、氨氮、總氮及生物膜鏡檢等均在實驗室進行分析。

根據上述研究方法和技術手段，依靠在線儀表、便攜式儀表以及實驗室水質分析等方法，以錦溪鎮三聯村、狹港村、南前村的一體化污水處理裝置進、出水水質指標為研究對象，按照時間規律，記錄匯總監測數據并加以分析。

數據來源主要是2012 年工藝運行進、出水水質，根據三個村的進水和總出水數據作圖分析比較工藝運行效果。

3、COD去除效果

通過實驗方法分別測得三聯村、狹港村和南前村的進、出水COD值，并計算得出各村的COD去除率。

進水COD濃度基本保持在100～ 250 mg/L，屬于典型的蘇南農村生活污水水質，經PDS 轉鼓式一體化裝置+ 人工濕地組合工藝處理后，出水COD基本能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一 級A 標準，即COD≤50 mg/L，三個村子出水除了南前村在2011 年12 月14 測得COD數據為58 mg/L 之外，其余均小于50 mg/L，而且基本穩定在（25 ± 5） mg/L 左右，處理效果良好。

通過比較總進、出水數據，求得組合工藝在2012 年的COD去除率，可以看出COD去除率一般維持在百分之九十左右，這與一體化裝置生物轉盤的螺旋結構設計密切相關，這種設計大大增加了生物盤片的比表面積，維持高的微生物濃度，提高了處理效率。三個村子之間COD去除率差異較小，觀察其出水COD濃度發現，在相同的季節里，濃度差異很小。但隨著時間的變化，COD的去除率變化較大，一般而言，溫度較高，去除效果會較好，但溫度過高如5 月—8 月，去除率大約下降百分之五。因為在污水進入一體化裝置后，生物轉盤上生物膜的處理能力、微生物的活性都與溫度有密切關系，但PDS 轉鼓式一體化處理裝置有加蓋設施，可適度減弱溫度對去除效果的影響。綜合可見，該組合工藝能很好地處理COD，使出水COD指標完全滿足城鎮污水處理廠一 級A 排放標準。

4、氨氮去除效果

PDS 轉鼓式一體化污水處理裝置前段是具有脫氮功能的缺氧池，在工藝運行過程中，將初沉池出水、回流提升的硝化液及二沉池回流污泥混合，完成反硝化過程，達到脫氮的目的。三個村的進水NH3-N 濃度變化趨勢基本相同，均保持在30 mg/L 左右，經組合工藝處理后，出水NH3-N 濃度大大降低，三聯村平均出水NH3 －N 濃度為4.08 mg/L，狹港村為3.37 mg/L，南前村為3.9 mg/L，均低于一 級A 標準上限（5 mg/L）。

根據進、出水NH3-N 監測值計算得每一時期氨氮的去除率。分析得PDS 轉鼓式一體化處理裝置+ 人工濕地對氨氮去除能力強，去除率低為百分之七十二，高可達到百分之九十六。PDS 一體化裝置脫氮主要取決于生物轉鼓的盤片設計，此生物盤片上可以生長存活時間長的微生物，污泥齡長，故硝化菌和反硝化菌可大量生長，使脫氮更完全。隨著工藝的不斷運行，脫氮效率也逐步提高，說明組合工藝對進水水質適應性變強。脫氮過程主要發生在缺氧區，因此該區的溶解氧濃度控制非常重要，同時保證生物轉鼓處的溶解氧，這部分需要適當調整轉鼓轉速以使生物膜與空氣接觸充分，氧傳遞正常才能保證硝化反應進行，繼而增加脫氮的效率。人工濕地同樣具有脫氮的功能，其借助于填料、挺水植物、土壤和微生物的綜合作用，吸收轉化部分氨氮，降低水中氨氮濃度。

5、總磷去除效果

脫氮除磷是處理農村生活污水的主要目標，農村生活污水中的磷含量相對較高，要將其妥善處理以達到一 級A 標準存在難度。PDS 轉鼓式一體化裝置+ 人工濕地組合工藝對TP 有良好的去除作用。

進水TP 一般為1.5 ～ 3 mg/L，符合農村生活污水的水質特性；經組合工藝處理出水TP 平均濃度為0.28 mg/L，且全部低于0.5 mg/L，達到一 級A 排放標準，可見PDS 轉鼓式一體化裝置+ 人工濕地的組合工藝具有良好的除磷效果。三聯村、狹港村及南前村的TP 去除率見表4，去除率可達到百分之九十二，平均去除率高達百分之八十六，全年TP 去除率一直保持很高水平，證明該組合工藝適合蘇南農村生活污水處理。

磷的去除主要分為生物除磷和化學除磷，在此組合工藝中生物除磷發揮主要作用，生物轉鼓上的生物膜對磷進行截留過濾，聚磷菌進行聚磷，之后磷隨生物膜脫落而沉淀到污泥中，進入人工濕地系統，通過植物的根系吸收、土壤的攔截、化學沉淀吸附及微生物的代謝等作用，大大降低水中磷濃度，使出水總磷達到一 級A 標準。

6、人工濕地處理能力

為了驗證PDS 一體化污水處理裝置的處理性能及人工濕地的處理能力，對三聯村的一體化裝置出水和組合工藝總出水分別進行水質監測分析，對出水COD、NH3-N 及TP 分別求取去除率進行了分析比對。

組合工藝中除了生物轉鼓上生物膜的截留與微生物的同化可以去除污染物外，人工濕地也起到了很大的作用。對于COD來說，PDS 轉鼓式一體化裝置的平均去除率可達到百分之六十六，而增加人工濕地后COD去除率平均高達百分之八十五，提高了將近百分之二十；

對氨氮的去除效果也明顯增強，去除率增長到百分之八十六；

而變化明顯的是TP 的去除，從三聯村的監測數據可以看出，PDS 轉鼓式一體化裝置出水TP 平均為1.17 mg/L，高于城鎮污水處理廠污染物排放一 級A 標準的TP 指標值，但增加人工濕地強化處理設施后，出水TP 均低于0.5 mg/L，平均值為0.28mg/L，TP 去除率也增加到百分之八十八，可見人工濕地對TP 的去除效果尤為明顯。經水平及垂直流人工濕地與潛流及自由水面流人工濕地的強化復合，增強了植物、填料、土壤及微生物的凈水作用，使出水COD、氨氮及TP 濃度大大降低。

五、結論

1、PDS 轉鼓式一體化裝置+ 人工濕地對農村生活污水有很明顯的處理能力，其中對COD去除率可達百分之九十，且處理后平均出水COD為28 mg/L，平均出水NH3-N 為3.8 mg/L，平均出水TP 為0.28 mg/L，出水水質完全符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002） 一 級A標準，可見該組合工藝適合于處理農村生活污水。

2、經PDS 一體化裝置后出水濃度分別為63、7.25、1.17 mg/L；

在增加了人工濕地運行后，COD、NH3-N 及TP 的平均去除率均有提高，出水濃度分別減少為27、4.08、0.28 mg/L。

可見人工濕地很大程度上提高了該組合工藝的綜合處理能力，特別是TP 的去除率提高了百分之三十左右，使出水TP 濃度遠低于一 級A 標準的0.5 mg/L。