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農(nóng)村生活污水處理工藝

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水超過80億m3，但大部分地區(qū)都沒有相應(yīng)完善的水處理系統(tǒng)，研究一種可行性的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)變得至關(guān)重要。

農(nóng)村生活污水的主要來源有廚房、沐浴、洗滌和沖廁等。其數(shù)量、成分、污染物濃度與鎮(zhèn)村居民的生活習(xí)慣、生活水平和用水量有關(guān)。因其含有大量的營(yíng)養(yǎng)鹽及細(xì)菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。本項(xiàng)目采用的日光型厭氧好氧一體化技術(shù)就是結(jié)合天津農(nóng)村實(shí)際情況，對(duì)厭氧-3級(jí)好氧/缺氧生物膜工藝進(jìn)行改進(jìn)后的新工藝。該項(xiàng)目已于2010年10月建成于天津市寧河大北澗沽村，運(yùn)行至今，出水指標(biāo)達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉國際二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 工藝設(shè)計(jì)

1．1 水質(zhì)水量

天津市寧河大北澗沽村人口共276戶，日均污水量89m3。所取污水從處理站的集水池取出。生活污水水質(zhì)見表1。

本處理站由集水泄洪池、水解酸化調(diào)節(jié)池、接觸氧化、污泥沉淀池和儲(chǔ)水池，總有效容積160m3，其中水解酸化調(diào)節(jié)池（115m3）和接觸氧化區(qū)（21m3）容積比約5．5∶1，水解酸化調(diào)節(jié)池設(shè)污泥排出口。

本污水 處理站水解酸化調(diào)節(jié)池和接觸氧化區(qū)為反應(yīng)主體，整個(gè)反應(yīng)主體區(qū)填充組合填料，其中水解酸化段填充率為60％，水力負(fù)荷為0．78m3/（m3·d）；接觸氧化區(qū)填充率為75％，水力負(fù)荷為4．24m3/（m3·d）；設(shè)計(jì)處理能力100m3/d，運(yùn)行期間實(shí)際平均進(jìn)水量為89t/d，進(jìn)水方式為全自動(dòng)間歇進(jìn)水，系統(tǒng)運(yùn)行方式為間歇曝氣連續(xù)回流。

表1 生活污水水質(zhì)

 1．2 工藝流程

工藝流程見圖1。

 圖1 工藝流程

該工藝產(chǎn)生的污泥量極小，自運(yùn)行至今沒有進(jìn)行過污泥的清掏。

2 結(jié)果與討論

2．1 化學(xué)需氧量和生物需氧量的變化

經(jīng)多次檢測(cè)，生活污水進(jìn)水水質(zhì)ρ（COD）為144～387mg/L，ρ（BOD）為53～132mg/L。處理后出水水質(zhì)ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。可見日光型厭氧好氧一體化技術(shù)對(duì)COD和BOD的平均去除率均達(dá)到70％以上。出水穩(wěn)定，處理效果較好。

2．2 對(duì)NH3-N的去除率

樣品從2010年3月開始，每4d采1次樣，共得到有效數(shù)據(jù)16次。根據(jù)對(duì)原進(jìn)水及出水NH3-N的連續(xù)16次監(jiān)測(cè)分析結(jié)果（圖2）。檢測(cè)結(jié)果顯示，進(jìn)水NH3-N平均值為29．19mg/L，出水NH3-N平均值為21．89mg/L，平均去除率為26．87％。

由檢測(cè)結(jié)果可以看出：NH3-N的去除率不高，分析原因可能由兩方面因素：1）水體中的有機(jī)氮在厭氧條件下通過厭氧菌的氨化作用將氮素轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致氨氮含量迅速上升。而硝化細(xì)菌的世代時(shí)間較長(zhǎng)，整套系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間較短，硝化細(xì)菌在接觸氧化池還未占主導(dǎo)地位。2）NH4+在厭氧條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)向NO2-和NO3-轉(zhuǎn)化?？赡芩腥鄙匐娮邮荏w，使反應(yīng)進(jìn)行的不徹底。

 圖2 對(duì)NH3-N的去除率

2．3 該工藝對(duì)TN的去除率

經(jīng)過日光型厭氧好氧一體化工藝處理后的TN平均去除率達(dá)38．25％。出水ρ（TN）＜33．5mg/L。雖然出水的TN值達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，但去除率較低。如圖3所示。

 圖3 TN的去除效果

為了分析去除率不高的原因，對(duì)污水中總碳和無機(jī)碳進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)無機(jī)碳含量在83．71～165．8mg/L。總碳含量在92．4～230．1mg/L之間，進(jìn)水C/N為3．0～4．0。有研究表明過高的無機(jī)碳含量會(huì)促進(jìn)異養(yǎng)型反硝化菌的生長(zhǎng)，增強(qiáng)了其與厭氧氨氧化菌競(jìng)爭(zhēng)基質(zhì)的能力，從而出現(xiàn)隨無機(jī)碳濃度升高而TN去除率下降的現(xiàn)象。另有研究證實(shí)，當(dāng)C/N＞5時(shí)，厭氧（2h）-缺氧（1．5h）-好氧（1．5h）的運(yùn)行條件下，SBR中對(duì)磷、氮的去除率為90％以上。由此可以推測(cè)出TN去除率不高的原因?yàn)樘荚床蛔慵盁o機(jī)碳含量太高。

2．4 該工藝對(duì)糞大腸菌群的處理效果

由于處理站安裝了紫外消毒設(shè)備，由圖4可以看出：進(jìn)水的糞大腸菌群在1600～2400個(gè)/100mL之間，出水的糞大腸菌群達(dá)30個(gè)/100mL以下，去除率達(dá)95％以上。出水符合設(shè)計(jì)指標(biāo)，可用于農(nóng)田灌溉。

 圖4 糞大腸菌群的去除效果

3 結(jié)論

1）結(jié)果表明，日光型厭氧好氧一體化工藝，在天津?qū)幒涌h大北澗沽村的生活污水處理中，COD、BOD及糞大腸菌群數(shù)的處理效果較好。去除率分別達(dá)70％和95％以上，平均出水濃度分別為ρ（COD）＜60．3mg/L，ρ（BOD）＜20mg/L。出水達(dá)灌溉水的使用標(biāo)準(zhǔn)。具體參見m.s2374.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2）本工藝對(duì)NH3-N的去除效果不高，分析氨氮濃度變化的影響因素：一方面，由于厭氧環(huán)境下污泥發(fā)生氨化作用，使有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，增加了污水中氨氮濃度；另一方面，反應(yīng)器中厭氧污泥生長(zhǎng)消耗掉部分氨氮，而厭氧污泥產(chǎn)率很低，消耗掉的氨氮非常少。今后可通過在厭氧污泥中投入反硝化氨化細(xì)菌，增加污泥活性。

3）TN的去除效果不是很理想，去除率為38．25％。今后可在補(bǔ)充碳源和提高無機(jī)碳預(yù)處理等方面做出改進(jìn)