農(nóng)村生活污水一體化水處理設(shè)施的應(yīng)用研究

張欣宇 吳芝奇

（1 中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司， 四川 成都 610081； 2 內(nèi)江市水務(wù)有限責(zé)任公司， 四川 內(nèi)江 641000）

一體化水處理設(shè)施是農(nóng)村水處理的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，農(nóng)村生活污水的排放量與成分都不同以往，所以對(duì)于一體化水處理設(shè)施的應(yīng)用需求也與以往不同。因此文章將基于農(nóng)村生活污水管理這一重點(diǎn)，思考一體化污水處理設(shè)施的基本概念與應(yīng)用、建設(shè)運(yùn)營模式。

1 一體化農(nóng)村污水處理設(shè)施概述

相對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理裝置來說，一體化的污水處理裝置的不同之處是能夠利用一個(gè)裝置去完成預(yù)處理、沉淀、生物處理及消毒等多個(gè)環(huán)節(jié)。一般情況下，一體化污水處理裝置的設(shè)計(jì)普遍為圓罐型，這樣的設(shè)計(jì)不但能夠有效提升空間的利用率，此外能夠優(yōu)化污水處理的整體效果，解決傳統(tǒng)處理設(shè)施占地面積大的問題。這類裝置的主要特征包括以下幾點(diǎn)。其一是因裝置的體積小、占地小的特性能夠支持設(shè)施的就近建設(shè)，減少管道安設(shè)的成本消耗。其二是預(yù)制特征，支持預(yù)先完成配件的安裝，運(yùn)輸?shù)侥康牡兀苯咏M裝，便能夠第一時(shí)間投入應(yīng)用。其三是在土地資源緊張的情況下，裝置可埋入地下，減少地上空間的耗費(fèi)。除此之外，一體化水處理裝置的各個(gè)單元能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行靈活組合，滿足應(yīng)用需求?？梢娨惑w化裝置的應(yīng)用優(yōu)勢十分明確，對(duì)于居住分散、無法進(jìn)行集中污水處理、管網(wǎng)鋪設(shè)難度大的農(nóng)村地區(qū)來說是十分適用的[1]。

2 一體化污水處理工藝研究進(jìn)展

為了滿足農(nóng)村污水處理的實(shí)際需求，主要的處理工藝包括膜生物反應(yīng)器、生物接觸氧化工藝、一體化凈化槽、序列間歇式活性污泥法、生物濾池等等。在五十年代，小型的一體化污水處理設(shè)施便已經(jīng)開始得到廣泛應(yīng)用，國際水質(zhì)協(xié)會(huì)已經(jīng)通過多次專門會(huì)議針對(duì)小型污水處理設(shè)施的技術(shù)、設(shè)計(jì)、管理、操作、成本及改造等多個(gè)方面展開了探討。2002 年，為了進(jìn)一步規(guī)范污水處理，更是頒布了分散式污水處理的系統(tǒng)手冊。在北歐的部分國家，特別是農(nóng)村地區(qū)，居民居住相對(duì)分散，因此研究發(fā)明了序批式活性污泥法、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器、生物轉(zhuǎn)盤等工藝，結(jié)合化學(xué)絮凝除磷的一體化污水處理裝置去達(dá)成污水處理的目標(biāo)。2001 年開始，德國展開了針對(duì)小型的污水處理設(shè)施的系統(tǒng)化研究，并且利用膜生物反應(yīng)器對(duì)偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)的生活污水進(jìn)行處理。日本研發(fā)出的一體化凈化槽，不但能夠提升水質(zhì)，同時(shí)能夠去除氮和磷等污染成分。相對(duì)于其他國家倆說，我國對(duì)農(nóng)村污水的研究起步雖然相對(duì)發(fā)達(dá)國家較晚，所以更要投注更多精力去思考一體化污水處理技術(shù)的創(chuàng)新，優(yōu)化污水處理設(shè)施性能。

3 一體化污水處理設(shè)施主要技術(shù)

3.1 膜生物反應(yīng)器工藝

膜-生物反應(yīng)器（MBR）是一種傳統(tǒng)污水生物處理原理與膜分離原理深度結(jié)合的高效污水處理工藝，近年來在國內(nèi)大型污水處理廠、小型一體化設(shè)備工程中有廣泛的應(yīng)用案例。MBR 工藝優(yōu)勢在于出水水質(zhì)好、節(jié)省占地的特點(diǎn)，其主要利用膜組件的高效分離作用，提高泥水分離率從而增加污泥濃度，增加生化反應(yīng)速率。這項(xiàng)技術(shù)最主要的特征便是處理的效果理想，對(duì)于污水的水量與水質(zhì)都有更好的適應(yīng)性，在利用這項(xiàng)技術(shù)完成污水處理之后，剩余的污泥量少，污泥的膨脹率也更低，方便相關(guān)人員進(jìn)行管理與后續(xù)操作。

3.2 一體化生物接觸氧化工藝

作為一種好氧生物膜工藝，生物接觸氧化工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中，接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，部分微生物會(huì)以生長于填料表層，形成生物膜，此外也有一部分生長于水中，呈現(xiàn)絮狀懸浮生長于水中。這項(xiàng)工藝同時(shí)包含了生物濾池與活性污泥兩種工藝的特點(diǎn)。在專家在針對(duì)西部農(nóng)村地區(qū)污水情況進(jìn)行調(diào)查研究之后，開發(fā)出了適用于單戶使用的小型一體化處理裝置。這類處理裝置的處理量小，主要使用生物接觸氧化工藝，借助試驗(yàn)研究，可以發(fā)現(xiàn)在厭氧池的水力停留時(shí)間達(dá)到六天，生態(tài)濾池生態(tài)濾池水力負(fù)荷達(dá)到每日35 厘米時(shí)，處理的效果最為理想[2]。

3.3 一體化序批式活性污泥法工藝

序批式活性污泥工藝，主要是指在一個(gè)池當(dāng)中完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放及閑置等多項(xiàng)程序的處理。這項(xiàng)工藝最為主要的特點(diǎn)便是操作的流程簡單便捷、耐沖擊能力強(qiáng)、載荷能力強(qiáng)、沉降性好且成本低廉，利用這類工藝，能夠有效的去除污水當(dāng)中含有的氮磷等成分。相關(guān)專家針對(duì)太湖流域周遭農(nóng)村地區(qū)展開研究，并且通過前期研究結(jié)果，迎合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際處理需求，選擇了小型一體化序批式活性污泥工藝去開發(fā)生活污水處理設(shè)施，日處理規(guī)模約為80m3，污染物處理之后滿足了排放標(biāo)準(zhǔn)，可見得到了理想的應(yīng)用成果。

4 其他應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 專業(yè)人員的技術(shù)能力與素養(yǎng)強(qiáng)化

通過以上討論，污水處理技術(shù)應(yīng)用并不是一個(gè)簡單的過程，需要諸多專業(yè)技術(shù)人員要做到認(rèn)真學(xué)習(xí)、嫻熟操作，才能夠真正體現(xiàn)污水處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此為了提升污水處理的效率與質(zhì)量，必須要重視對(duì)于專業(yè)技術(shù)研究人員與操作人員的培養(yǎng)。對(duì)于創(chuàng)新性的一體化污水處理技術(shù)，更要融入到教育體系當(dāng)中，專業(yè)院校應(yīng)當(dāng)設(shè)置相關(guān)專業(yè)與課程，相關(guān)機(jī)構(gòu)也要建立起系統(tǒng)化的人員培訓(xùn)體系，這樣一來才能夠確保有更多了解一體化污水處理技術(shù)并且能夠熟練運(yùn)用專業(yè)處理技術(shù)的人才投入行業(yè)市場，成為人才儲(chǔ)備。

4.2 提升專業(yè)技術(shù)研究的支持力度

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，水污染問題正在逐漸擴(kuò)散，農(nóng)村地區(qū)的污水治理更成為了關(guān)鍵問題，農(nóng)村地區(qū)的污水處理工程量會(huì)因污染問題而越來越大，而且因農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施長久一來都并未得到完善，所以污水處理也很難得到理想的處理成果。因此，必須要加大對(duì)于一體化污水處理技術(shù)研究的支持力度，特別是對(duì)于一體化處理設(shè)施的研究，要納入到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境治理規(guī)劃當(dāng)中，給予重點(diǎn)關(guān)注，這樣才能夠引起相關(guān)專家與技術(shù)人員的重視。污水治理對(duì)于農(nóng)村地區(qū)尤為重要，因?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)的水源質(zhì)量對(duì)于農(nóng)作物的質(zhì)量以及民眾生活都會(huì)產(chǎn)生直接影響，所以必須要提起重視[3]。

4.3 商業(yè)模式需要?jiǎng)?chuàng)新

污水處理工程通常投資較大，全國大部分的鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府都難以承受其高額的建設(shè)成本和運(yùn)營成本，也沒有合適的融資渠道。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)污水處理工程主要靠政府財(cái)政投入或者國家專項(xiàng)資金，為滿足環(huán)境治理業(yè)績，普遍存在一定程度的重投資、輕效益現(xiàn)象。

因此，污水處理工程商業(yè)模式的創(chuàng)新也是值得思考。如何發(fā)揮政府投資的引導(dǎo)作用和項(xiàng)目的撬動(dòng)作用，需考慮建立規(guī)范的地方政府融資機(jī)制，積極推動(dòng)地方融資平臺(tái)轉(zhuǎn)型改制，深入研究政府和社會(huì)資本合作（PPP）模式的應(yīng)用，以特許經(jīng)營等方式為抓手吸引社會(huì)資本，同時(shí)建立績效考核制度，階段性支付運(yùn)營費(fèi)有效約束社會(huì)資本引入的運(yùn)營團(tuán)隊(duì)，提高治理效能。與國內(nèi)大型水務(wù)公司合作，采用旗下優(yōu)質(zhì)的一體化污水處理設(shè)備也至關(guān)重要。

5 結(jié)語

一體化的污水收集與處理技術(shù)，是我國農(nóng)村地區(qū)污水處理技術(shù)研究的重點(diǎn)，特別是在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展趨勢下，隨著污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，污水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用更要得到充分重視。因此以上文章針對(duì)一體化污水處理裝置的應(yīng)用要點(diǎn)展開了分析，分享給同行業(yè)技術(shù)人員。