隨著新農(nóng)村建設(shè)步伐加快和國家相關(guān)政策傾斜，部分地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)示范工程和規(guī)�；\(yùn)行的農(nóng)村污水處理設(shè)施，但受資金、技術(shù)、人才等因素限制，具有運(yùn)行成本低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行管理方便等優(yōu)勢的農(nóng)村污水處理工藝設(shè)備才符合我國的國情和發(fā)展趨勢。本文以湖北十堰地區(qū)農(nóng)村污水處理工程為例，分析了以人工快滲技術(shù)為核心的一體化設(shè)備在實際應(yīng)用中的運(yùn)行效果和工藝優(yōu)勢，對于我國農(nóng)村污水處理具有重要的現(xiàn)實意義。
1、農(nóng)村污水的排放特點
農(nóng)村污水是農(nóng)村居民在生活和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水。農(nóng)村生活污水包括廚房污水、沐浴、洗滌污水和沖廁污水等;農(nóng)村生產(chǎn)污水包括畜禽養(yǎng)殖廢水、農(nóng)產(chǎn)品加工廢水等。與城市和城鎮(zhèn)污水相比，農(nóng)村污水主要具有如下排放特點：
1)排放分散，污水量小。
農(nóng)村地區(qū)居住密度較低，污水排放較為分散，且受用水習(xí)慣和用水量的影響，污水排放量一般較小。
2)污水間歇排放，水質(zhì)水量變化大。
受農(nóng)村居民生活規(guī)律的影響，農(nóng)村污水的排放一般在早上、中午、晚上有一個高峰時段集中排放，夜間排水量較小甚至沒有排放，污水水質(zhì)水量也因地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化等的差異而有所不同。
3)遠(yuǎn)離排污管網(wǎng)，污水收集困難。
農(nóng)村居住缺乏規(guī)劃，居住分散，地勢及房屋地基高低不平，污水收集較為困難。
4)污染物濃度偏低，可生化性好。
農(nóng)村地區(qū)污水污染物濃度普遍偏低，且以有機(jī)污染物為主，基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，可生化性好。
一體化污水處理設(shè)備的處理效率較高，占地面積較小，通過信息化技術(shù)可實現(xiàn)自動化運(yùn)行管理，使其與傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)相比，更加適合于農(nóng)村地區(qū)污水的處理。目前在一些農(nóng)村地區(qū)已建有以A/O、MBR、SBR、生物接觸氧化等為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備，取得了較好的處理效果，但在投資運(yùn)行成本、抗沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理等方面仍然存在一定的問題。人工快滲工藝以其投資運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行管理方便等優(yōu)勢，在農(nóng)村地區(qū)污水處理中得到了較好的應(yīng)用。根據(jù)農(nóng)村污水的排放特點及處理現(xiàn)狀，結(jié)合人工快滲處理技術(shù)的工藝優(yōu)勢，在湖北十堰市鄖陽區(qū)農(nóng)村環(huán)境綜合整治中采用了以人工快滲技術(shù)為核心的一體化設(shè)備，取得了較好的效果，為農(nóng)村地區(qū)污水處理提供了一種可行的工藝設(shè)備。
2、工程實例
2.1 工程簡介
該工程位于湖北省十堰市鄖陽區(qū)臥龍崗村。龍崗村是鄖縣國家級生態(tài)移民示范區(qū)的核心區(qū)，占地面積3km，4個社區(qū)網(wǎng)格，居民住戶262戶，總?cè)丝?300余人。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，集中污水處理規(guī)模為10m/d，污水來源主要為村民Et常生活污水以及廚房、廁所等排放的污水，可生化性較好，污水通過污水管道收集后進(jìn)人人工快滲一體化設(shè)備進(jìn)行處理。其進(jìn)水及主要控制水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。
2.2 主體工藝及流程
該工程采用以人工快滲技術(shù)為核心的一體化設(shè)備對污水進(jìn)行處理，其工藝流程如圖1所示。各戶污水經(jīng)過化糞池簡單處理后由收集管道輸送至污水處理站，污水先經(jīng)過提籃格柵去除較大的漂浮物及雜物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量均衡調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)池中污水經(jīng)潛污泵提升進(jìn)入人工快滲一體化設(shè)備進(jìn)行處理。在人工快滲一體化設(shè)備中污水經(jīng)過高效前處理分離系統(tǒng)去除總磷和懸浮物后進(jìn)入配水池，然后經(jīng)提升通過旋轉(zhuǎn)布水管均勻布灑進(jìn)入設(shè)備核心處理單元——人工快滲池(CRI)，污水自上而下流經(jīng)CRI填料層，通過填料層及微生物共同的物理、化學(xué)、生物作用去除污水中的污染物，然后由位于快滲池底部的集水管收集外排。高效前處理分離系統(tǒng)中的污泥通過潛污泵定期抽入污泥干化池，干化后的污泥定期清理。該工程安裝了太陽能發(fā)電系統(tǒng)為污水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)提供電能，可實現(xiàn)無需外部供電運(yùn)行，工程現(xiàn)場如圖2a所示，人工快滲一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2b所示。
2.3 運(yùn)行方式
該人工快滲一體化設(shè)備設(shè)計進(jìn)水流量為1m3/h，調(diào)節(jié)池中污水提升泵采用液位控制，高效前處理分離系統(tǒng)與污水提升泵聯(lián)動，處理后的污水進(jìn)入配水池中均衡水質(zhì)水量。人工快滲池水力負(fù)荷為2.04m/(m·d)，采用干濕交替運(yùn)行方式，布水次數(shù)4～5次/d。
3、結(jié)果分析
該工程于2016年2月建成運(yùn)行，經(jīng)過長時間運(yùn)行監(jiān)測，處理出水可穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的污染物去除效果。
3.1 對COD的去除效果
人工快滲一體化設(shè)備長時間運(yùn)行對COD的去除效果如圖3所示�？梢钥闯觯涸谶M(jìn)水ρ(COD)波動較大(105～380mg/L)的情況下，系統(tǒng)對COD的平均去除率達(dá)到85%以上，處理出水ρ(COD)穩(wěn)定在50mg/L以下，出水ρ(COD)平均濃度為28.92mg/L，可滿足GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)水水質(zhì)波動較大的情況下，系統(tǒng)仍可保持較為穩(wěn)定的處理效果，這說明人工快滲一體化設(shè)備具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
3.2 對氨氮的去除效果
人工快滲一體化設(shè)備長時間運(yùn)行對氨氮的去除效果如圖4所示�？梢钥闯觯合到y(tǒng)對氨氮有較好的去除效果。在進(jìn)水ρ(氨氮)為12～37mg/L的情況下，氨氮平均去除率可達(dá)到90%以上，處理出水氨氮平均濃度為2.0mg/L，可滿足GB189l8—2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)對污水中的COD和氨氮主要是通過人工快滲池中CRI填料表面生長的豐富微生物作用進(jìn)行去除的。根據(jù)相關(guān)研究，CRI系統(tǒng)中各深度填料中的細(xì)菌數(shù)量均超過10個/mL，生物量大且豐富多樣的微生物群落體系為其提供了穩(wěn)定而高效的凈污能力。
3.3 對TP的去除效果
人工快滲一體化設(shè)備長時間運(yùn)行對TP的去除效果如圖5所示。可以看出：當(dāng)進(jìn)水ρ(TP)為1.5～5.5mg/L時，系統(tǒng)處理出水ρ(TP)基本穩(wěn)定在0.5mg/L左右，平均去除率可達(dá)到80%以上。系統(tǒng)對磷的去除途徑主要是通過高效前處理分離系統(tǒng)中的混凝沉淀以及人工快滲池中的CRI填料的吸附和共沉淀作用。污水在高效前處理分離系統(tǒng)中與除磷藥劑充分混合反應(yīng)，后經(jīng)過斜板沉淀使得大部分TP在高效前處理分離系統(tǒng)中得以去除。而人工快滲池的CRI填料中添加的特殊礦物填料可保證系統(tǒng)處理出水穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.4 對SS的去除效果
人工快滲一體化設(shè)備長時間運(yùn)行對ss的去除效果如圖6所示�？梢钥闯觯合到y(tǒng)對于ss具有較好的去除效果。當(dāng)進(jìn)水ρ(SS)為90～380mg/L時，系統(tǒng)對ss的平均去除率可到95%以上，處理出水ρ(SS)低于10mg/L，可穩(wěn)定達(dá)到GB18918—2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)對污水中ss主要通過高效的前處理分離系統(tǒng)的混凝沉淀作用以及人工快滲池中CRI填料的截留過濾作用進(jìn)行去除。經(jīng)過高效前處理分離系統(tǒng)的混凝沉淀處理可去除污水中大部分的懸浮物，有效避免對CRI填料的堵塞，保證人工快滲池的正常運(yùn)行。
4、工藝優(yōu)勢分析
1)出水效果好，運(yùn)行穩(wěn)定。
從實際工程長期運(yùn)行情況來看，人工快滲一體化設(shè)備對COD、氨氮、TP、ss的平均去除率分別達(dá)到85%、90%、80%及95%以上，均具有較好的去除效果，處理出水可穩(wěn)定達(dá)到GB18918—2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
2)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
在進(jìn)水水質(zhì)水量波動較大的情況下，經(jīng)過調(diào)節(jié)池和配水池兩次均衡水質(zhì)水量以及人工快滲池所采用的干濕交替運(yùn)行方式，使得系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，處理出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
3)運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低。
在污水通過設(shè)備頂部的旋轉(zhuǎn)布水器均勻噴灑進(jìn)入人工快滲池的過程中，污水與空氣充分接觸完成自然曝氣充氧，可節(jié)省大量能耗;同時，人工快滲一體化設(shè)備采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行供電，可進(jìn)一步降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。
4)運(yùn)行管理方便。
該設(shè)備的整體工藝流程較為簡單，可實現(xiàn)自動化運(yùn)行，運(yùn)行管理較為方便。同時，針對農(nóng)村污水處理中管理水平低的問題，通過合同或契約形式，將農(nóng)村污水分散處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營管理服務(wù)整體打包，委托給專業(yè)服務(wù)公司負(fù)責(zé)污染處理設(shè)施的前期建設(shè)及后期運(yùn)營管理維護(hù)，使得污水處理設(shè)施得以長期穩(wěn)定運(yùn)行，同時也降低了運(yùn)行管理的成本。
5、總結(jié)
1)人工快滲一體化設(shè)備用于農(nóng)村生活污水處理中，對COD、氨氮、TP、ss的去除效果較好，在水質(zhì)水量變化較大的情況下，處理出水仍可穩(wěn)定達(dá)到GB18918—2002一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
2)人工快滲一體化設(shè)備具有運(yùn)行成本低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點，可有效地解決目前農(nóng)村地區(qū)由于資金、技術(shù)、人才等因素限制造成的污水處理能力低和管理水平低的問題，是一種非常適合我國農(nóng)村地區(qū)污水處理的工藝設(shè)備。(來源：深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司)
