農村生活污水膜處理技術分析（一）

一、引言

農村污水高氮磷特點，對河流湖泊等受納水體造成嚴重污染，使其成為中國水源污染的主要污染源之一。解決農村水污染問題已引起水處理學者們的普遍關注，隨著市政和工業污水處理技術的快速發展，中國城市污水的處理能力和效果得到根本改善,使這種關注更加普遍。村莊分散，排水設施落后，給農村污水的集中處理帶來了困難，導致農村污水處理必然采用因地制宜，就地處理模式。

當今世界性的水危機，使污水處理與利用結合的更加緊密，許多國家和地區依據自身開發出農村生活污水處理工藝，一些工藝作為處理方式延續至今，例如，日本的“生物凈化槽”，美國的“分散處理系統”，澳大利亞的“菲爾托”，還有一體化集成凈化裝置、人工濕地和土地處理系統等都得到了廣泛的應用。

中國農村生活污水處理與利用正處在起步階段，村莊分散、人口不集中等問題給處理工藝提出了新的要求，又因為農村污水量小、分散、日變化系數大給收集和利用帶來一定的困難，使分散處理與直接利用成為農村污水處理技術的主要研究方向。新農村建設在濱海地區加快進行，使水資源的供需矛盾更加突出，處理后的農村生活污水不僅僅作為農業灌溉，逐步應用于水產養殖，村莊綠化，景觀水體等多領域，尤其是補充景觀水體和河道成為現階段新農村再生水資源利用的主要方面，這也對進入環境的再生水中的營養鹽提出了更高的要求。

根據農村污水排放特點，在間歇曝氣連續回流工藝基礎上，自主開發了兩級交替回流連續曝氣生物膜新工藝。污水經提升后以自流的方式依次完成后續工藝流程，耗能低。厭氧段只進行到水解酸化階段，在二次沉淀池和循環水池中分別設置污泥回流泵和循環水泵，污泥回流泵提高了厭氧池和接觸氧化池內的混合液污泥濃度（mixed liquid suspended solids），延長污泥齡為反硝化過程提供硝酸鹽以提高脫氮效率，排泥設在厭氧段末端，減小排泥量延長排泥周期，循環水泵保證了間歇進水系統的連續處理能力。在進一步控制有機物和營養鹽的環境進入量同時，有效控制了投資成本，運行、維護費用，簡化操作程序，筆者以實際運行的污水處理站為研究對象，探討了間歇性進水，低碳氮比條件下，系統對有機物和氮、磷的去除效果。

二、材料與方法

1、工藝流程

本處理系統由集水調節池、厭氧水解池、接觸氧化池、二次沉淀池、循環水池和風機房構成，構筑物總有效容積270 m³，其中集水調節池18 m³，厭氧水解池207 m³和接觸氧化池24 m³，二次沉淀池14 m³，出水循環池7 m³。其中，厭氧水解池兼具缺氧反硝化脫氮功能，與接觸氧化池容積比約8.6∶1。

整個生化反應區組合填料填充深度為1.0 m，其中厭氧水解段填充率為百分之六十，水力負荷為0.48 m³/（m³·d）；

接觸氧化段填充率為百分之七十五，水力負荷為4.17 m³/（m³·d）。

系統設計處理能力100 m³/d，運行期間實際進水量為90 t/d，進水方式為液位自動控制波段式進水，經實際運行監測，進水泵日工作時間約8 h，主要集中在早、中、晚3 個時段，其中早間集中工作2～3 h，午間集中工作1～2 h，晚間集中工作3～5 h，曝氣方式為三葉羅茨風機連續鼓風，2 臺風機交替工作，污泥回流泵為每4 h工作15 min，循環水泵保證系統在無進水和污泥回流情況下的正常水力推流，系統回流比為2∶1。

工藝流程見圖 1，本污水處理站位于天津市寧河縣大北澗沽村，服務290 余戶，約1 100 人。該村2010 年完成集中污水收集管網建設，并在檢查井內安放清淤井和攔污網，所以污水處理站未設初沉池。同時該村地勢低洼，存在雨污合流現象，故集水池又兼顧泄洪功能。該項目于2011 年5 月進行了設備運行調試，并于6 月開始監測分析處理效果。

2、試驗水質與采樣

系統于2011 年5 月底完成設備運行調試，在調試過程中系統一直以交替回流連續曝氣的方式運行。從2011 年6 月開始，分別在月初和月中（1號、16 號）采集水樣，連續采集12 個月，進水水質見表1。

注：CODcr、BOD5、NH3-N、TN、TP 和SS 分別為：化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總氮、總磷和固體懸浮物。

3、測定項目及方法

水質分析方法采用《水和廢水監測分析方法》，其中CODcr：重鉻酸鉀法；

BOD5：稀釋與接種法；

SS：烘干稱重法；

NH3-N：瑞典 Foss Flastaar 5000全自動流動注射分析儀；

pH 值：pH-HJ90B 型酸度劑；

TP：鉬酸銨分光光度法；

TN：德國Analytikjena公司multi N/2100S。