污水处理工艺技术选择思路

污水处理工艺技术选择思路

目前农村生活污水处理常用的工艺主要有生化处理系统（厌氧、缺氧、好氧）和生态处理系统，单纯的好氧生化处理系统存在运行成本较高，难以适应农村地区经济状况，而生态处理技术也存在着冬季等季节性处理效果变差的情况。为了适应农村地区的特点，农村生活污水的发展的方向是强化厌氧生化处理系统，或采用将曝气充氧与污水提升、混合液回流相结合等方式，同时充分利用太阳能、风能等自然能源，因地制宜的处理系统，以降低运行成本并降低维护管理难度。为了充分保证处理效果，生化-生态与现代新型能源应用相结合处理工艺已经成为小型生活污水处理的主流工艺，典型处理工艺主要包括三个组成部分，即厌氧或缺氧处理系统（A段）、好氧处理系统（O段）和生态处理系统（E段）。

1、分散式农村生活污水治理

分散式农村生活污水可采用三格式化粪池等简易处理设施，处理出水就近还田利用或进入灰水处理系统。灰水处理可采用人工湿地、稳定塘、土地快滤等处理技术。

2、人工湿地技术

人工湿地指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。按照污水流动方式，分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。人工湿地技术工艺包括污水预处理系统、人工湿地、出水井三部分。二级人工湿地出水宜就地利用，如用于庭院浇洒、苗圃、果园或绿地灌溉。

人工湿地几种类型可见图4。表流人工湿地建造费用较省，但占地面积大于潜流和垂直流人工湿地，且冬季表面易结冰，夏季易繁殖蚊虫，有臭味。潜流型湿地优点在于其充分利用了湿地的空间，发挥了系统间的协同作用，且卫生条件好，但占地面积较大，建设费用较高，植物养护成本较高。

污水预处理系统指为满足工程总体要求、人工湿地进水水质要求及减轻湿地污染负荷，在人工湿地前设置的处理工艺，如格栅、沉砂、初沉、均质、水解酸化、稳定塘、厌氧、好氧等。

人工湿地工艺流程示意见图4。

图4-1表流人工湿地示意图

图4-2潜流人工湿地示意图

图4-3垂直流人工湿地示意图

图5人工湿地工艺流程示意图

人工湿地对有机物有较强的降解能力；建设施工方便，需要的构筑物、处理设备少；运行费用低廉。此外，选择合适的植物品种，还可以美化环境，改善景观。缺点是占用土地面积相对较大，植物养护成本较高，对于高浓度污水易堵塞。

3、土地快速渗滤技术

土地快速渗滤处理是将污水有控制地投配到具有良好渗透性能的土地表面，在污水向下渗滤的过程中，通过过滤、沉淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列的物理、化学及生物作用，使污水得到净化处理。

该技术适用于处理污染负荷不高的灰水，或二级生物处理出水的再处理；可应用于村镇庭院式污水处理系统、小型分散式污水处理系统。该技术可利用的土地资源较多较丰富，对环境影响较小；管理简便，操作简单。土地快速渗滤系统基本不消耗动力。处理出水可直接用于农田、苗圃、绿地灌溉。

污水土地快速渗滤处理系统的工艺流程包括污水预处理、土地快速渗滤床和出水收集井等构筑单元，具体见图6。

图6污水土地快速渗滤系统工艺流程示意图

4、稳定塘技术

稳定塘是经过人工适当的修整，并设置围堤和防渗层的池塘。主要是依靠自然生物净化原理净化污水的生物处理技术。污水在塘内缓慢的流动、复氧和较长时间的贮留，通过微生物和多种生物在污水中的代谢活动和水生植物的综合作用，使有机污染物降解，污水得到净化。

稳定塘的工艺流程包括：格栅、调节池、稳定塘等部分，具体见图7。

图8稳定塘系统工艺流程示意图

在常规稳定塘的基础上，向塘内投加生物膜填料，或进行鼓风曝气，或设置前置厌氧塘，可以强化稳定塘的处理效率。

稳定塘利用自然充氧，不需要消耗动力，无需复杂的机械设备和装置，运行费用低廉。该技术能充分利用地形，结构简单，建设费用低。产生污泥量少，能承受污水水量大范围的波动。缺点是处理效果受气候的影响较大。适用于处理污染负荷不高的灰水，或二级生物处理出水的再处理；尤其适用于有废弃坑塘、洼地的村镇。

5、集中式农村生活污水治理

污水需经处理达标后方可排放或用于农业灌溉。敏感区域的废水排放标准宜参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。行政村生活污水处理以村民聚居区为主要对象，污水处理技术以“投资省、运行费低”的经济实用技术为主。

5.1、A/O工艺（缺氧—好氧工艺）

生活污水自流入调节池后，经提升进入地埋式A/O有动力污水处理设备，与其中微生物充分接触，污染物被微生物吸附降解；该类地埋式污水处理设备出水还可进入人工湿地进行深度处理以获得更好的出水水质。

图11：A/O处理工艺流程图

5.2、太阳能微动力污水处理集成技术

在分散生活污水排放的区域，可选用微动力处理成套设备集成技术。

工艺流程：

该工艺的处理流程为：经过集中收集而来的污水首先进入污水处理站内的集水井，对水流起到缓冲的作用，井内放有过滤板，对污水中悬浮物进行去除。栅渣和沉砂通过外运填埋处理。

经过滤板去除部分悬浮物，以及大颗粒悬浮的有机、无机等物质后的污水，进入厌氧池，在此利用厌氧微生物降解污水中的有机物，使大分子复合链的有机物氧化为小分子单链的有机物，把小分子有机物转变为甲烷和二氧化碳。污水和从二沉池回流的含磷污泥，在厌氧状态下释放出磷。部分氮元素被氨化，转化为NH³-N。经过厌氧池处理的污水进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO³-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此NO³-N和NO2-N浓度明显下降。

经过缺氧池处理的污水进入太阳能好氧池，通过太阳能曝气机对池内污水进行适当曝气，在池内进行好氧生化处理。在好氧池中，有机物被微生物进一步生化降解，浓度继续下降；氨氮被硝化，使NH³-N浓度显著下降，随着硝化过程NO³-N的浓度增加；活性污泥中聚磷菌在好氧条件下大量吸收污水中的磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。

在经过太阳能好氧反应后，污水中的污染有机物已经被微生物基本消解，流入沉淀池进行沉淀处理。为保证一级厌氧池的污泥浓度以及提高脱氮除磷的效果，将沉淀池的污泥回流到厌氧池中，好氧池流出的混合液回流至缺氧池。经沉淀池湿地池处理后的水已是合格的水，可排放达标排放或灌溉回用。

最新型太阳能微动力污水处理系统为光电两用型，其主要特点为：采用太阳能光电两用型提供动力，绝大部分时间无需用电，仅在连续阴雨天达3天以上时才自动切换到用电，运行费用极低；占地面积小，仅为湿地处理系统的1/5左右；增加了回流与曝气，具有脱氮除磷功能，出水水质好；出水可达到国家一级B排放标准；采用全自动化控制，故障率低，无需人为管理；具有远程监控功能，可进行远程控制及监控；采用了微动力工艺，可计入国家减排任务；太阳能光伏板使用寿命25年以上，使用寿命长；采用了太阳能专用的胶体电池取代了铅酸电池（使用寿命约2年左右），使用寿命可达5年左右。