一體化農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)與運(yùn)維研究
——以成都市新都區(qū)農(nóng)村污水處理項(xiàng)目為例

章明旭，黎大維

（成都市新都區(qū)水務(wù)局，成都 610599）

農(nóng)村污水治理是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐[1]。當(dāng)前，國(guó)家高度重視農(nóng)村污水治理，出臺(tái)一系列政策法規(guī)，不斷推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境整治。必須全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，統(tǒng)籌農(nóng)村改廁和生活污水、黑臭水體治理，因地制宜建設(shè)污水處理設(shè)施[2]。2021 年5 月，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運(yùn)行效果評(píng)價(jià)技術(shù)要求》（GB/T 40201—2021），對(duì)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)方法作出規(guī)定[3]。未來(lái)，要不斷提升農(nóng)村生活污水治理效率，使得亂倒亂排得到管控，農(nóng)村人居環(huán)境顯著改善，生態(tài)宜居美麗鄉(xiāng)村建設(shè)取得新進(jìn)步[4]。

農(nóng)村污水治理和城市很不一樣。農(nóng)村人口密度低，房屋不聚集，無(wú)法像城市那樣建設(shè)統(tǒng)一管網(wǎng)對(duì)污水進(jìn)行集中處理；農(nóng)村資金短缺，污水處理要考慮農(nóng)村居民的實(shí)際收益和資金支付意愿；農(nóng)村污水處理設(shè)施薄弱，更缺乏運(yùn)營(yíng)和專項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用；農(nóng)村污水處理后要進(jìn)行最大限度的利用，回用水可用于農(nóng)田灌溉。當(dāng)前，農(nóng)村生活污水有很多處理方式，如穩(wěn)定塘、土壤滲濾、人工濕地和生物生態(tài)組合工藝。一體化污水處理設(shè)備具有價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)單、效果明顯、運(yùn)維費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)村具有更好的適應(yīng)性和應(yīng)用性。因此，有必要研究一體化污水處理設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)維。

1 農(nóng)村污水處理項(xiàng)目的基本情況

本項(xiàng)目位于四川省成都市新都區(qū)，現(xiàn)污水處理站的污水處理能力為300 m3/d，運(yùn)行穩(wěn)定，出水穩(wěn)定達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，污水處理站溢流水規(guī)模達(dá)到800 m3/d，原污水處理設(shè)施無(wú)法滿足要求，因此要新增污水處理設(shè)施對(duì)溢流水進(jìn)行處理。新增項(xiàng)目污水處理能力不小于500 t/d，水質(zhì)指標(biāo)pH、COD、懸浮物（SS）、總氮（TN）、NH3-N、總磷（TP）、動(dòng)植物油等要滿足《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2626—2019）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

1.1 工藝流程

項(xiàng)目周邊農(nóng)村污水的主要來(lái)源有廁所、廚房、養(yǎng)殖場(chǎng)等，有機(jī)物和COD 含量都非常高。目前，農(nóng)村生活污水處理項(xiàng)目多采用膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝[6]、AO+MBBR 工藝[7]，可以確保出水達(dá)標(biāo)排放。MBR 工藝與AO+MBBR 工藝的對(duì)比分析如表1 所示。

表1 AO+MBBR 工藝與MBR 工藝的對(duì)比分析

AO+MBBR 工藝在運(yùn)行穩(wěn)定可靠性、電耗指標(biāo)、經(jīng)營(yíng)成本等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，且在行業(yè)內(nèi)具有一定的前瞻性和優(yōu)越性，滿足業(yè)主的各類需求。因此，本工程方案設(shè)計(jì)推薦選用AO+MBBR 工藝。項(xiàng)目技術(shù)路線為：提升泵+一體化污水處理設(shè)備（缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池）+消毒系統(tǒng)+排放口+污泥脫水系統(tǒng)+加藥系統(tǒng)。工藝流程如圖1 所示。

圖1 AO+MBBR 工藝流程

AO+MBBR 工藝是一種生物膜法，它優(yōu)于傳統(tǒng)的固定式生物膜法[8]。該工藝使用一種比重和水接近的生物填料，該填料會(huì)隨水一起運(yùn)動(dòng)，因有效面積大，極易吸附生物生長(zhǎng)，促進(jìn)污水處理。在曝氣充氧時(shí)，氧氣的加入使得水體產(chǎn)生很多氣泡并流動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)生物填料上浮，填料與水得以充分混合，為細(xì)菌生長(zhǎng)帶來(lái)足夠的氧氣，達(dá)到生物分解目的。AO+MBBR 工藝的關(guān)鍵是特制生物填料，它為生物膜法在污水處理中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1.2 系統(tǒng)組成

本項(xiàng)目系統(tǒng)由調(diào)節(jié)池、缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池和消毒設(shè)備等組成。經(jīng)集成，MBBR 一體化污水處理設(shè)備占地面積小，投資省，建設(shè)周期短，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低廉，處理效率高。采用AO+MBBR 工藝，可以提高污水處理效率，縮短水力停留時(shí)間，減小設(shè)備體積。

1.3 指標(biāo)分析方法

pH 測(cè)定采用雷磁PHBJ-261L 型水質(zhì)pH 檢測(cè)儀，COD 測(cè)定采用重鉻酸鉀法，SS 測(cè)定采用稱量法，TN測(cè)定采用微量凱氏定氮法，NH3-N 測(cè)定采用水楊酸分光光度法，TP 測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法，動(dòng)植物油測(cè)定采用紅外分光測(cè)油儀。

2 運(yùn)行效果分析

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表2 所示，處理對(duì)象為農(nóng)村生活污水。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)實(shí)際進(jìn)水和出水分別進(jìn)行測(cè)定，取平均值，污水處理結(jié)果如表3 所示。由此可見(jiàn)，出水水質(zhì)達(dá)到《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 51/2626—2019）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

表3 實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)

表3數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)水COD濃度較大，達(dá)到316 mg/L，但是經(jīng)過(guò)處理后，其值降到38 mg/L，去除率為88%，由此可以看出，該一體化農(nóng)村污水處理項(xiàng)目效果非常理想；進(jìn)水NH3-N 濃度為32 mg/L，但是經(jīng)過(guò)處理后，其值降到7 mg/L，去除率達(dá)到78%，去除效果也很明顯，隨著曝氣池內(nèi)硝化菌的增多，NH3-N 去除率會(huì)逐漸提高。

3 不同問(wèn)題的處理建議

在后期運(yùn)營(yíng)中，項(xiàng)目可能出現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)、出水水質(zhì)超標(biāo)、進(jìn)水量不足、進(jìn)水量超負(fù)荷等問(wèn)題。要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析，有效處理各種問(wèn)題。

3.1 進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)

進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)需要分情況分別對(duì)待，如果是短時(shí)的、突發(fā)的，一般不用處理，如果是長(zhǎng)時(shí)間的、大幅度的，則需要更換污水處理設(shè)備，改進(jìn)污水處理工藝。例如，對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后再經(jīng)污水處理設(shè)備處理。出現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)異常時(shí)，要盡快排查原因，能解決立即解決，同時(shí)向主管部門(mén)匯報(bào)，并做好水質(zhì)樣品的采集和留存。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)不合規(guī)，但是沒(méi)有超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的15%時(shí)，應(yīng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)并做好記錄，確保水質(zhì)正常，同時(shí)向主管部門(mén)匯報(bào)；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的15%時(shí)，除了調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，還要改進(jìn)工藝，確保出水水質(zhì)在可控范圍內(nèi)，同時(shí)向主管部門(mén)匯報(bào)；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)明顯嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)立即向主管部門(mén)匯報(bào)，等待指示，同時(shí)將進(jìn)水量關(guān)小，如1 h 后仍未好轉(zhuǎn)，應(yīng)關(guān)閉閥門(mén)，停止污水進(jìn)入；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)特別嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即向主管部門(mén)報(bào)告，同時(shí)關(guān)閉閥門(mén)，停止進(jìn)水。

3.2 出水水質(zhì)超標(biāo)

出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的原因一般有3 種。一是進(jìn)水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這種情況可參照小節(jié)3.1 措施進(jìn)行處理；二是污水處理設(shè)備出現(xiàn)故障，若設(shè)備故障由機(jī)電系統(tǒng)引起，要及時(shí)解決，若不是，則要啟用備用設(shè)備，同時(shí)積極排查故障原因；三是污水處理工藝，這種情況需要定時(shí)采集水樣進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、沉淀池污泥濃度、曝氣池污泥濃度等數(shù)據(jù)選擇不同的處理方法，如增減污泥外回流量、調(diào)整送氧時(shí)間、曝氣量和污泥濃度等。

3.3 進(jìn)水量不足

當(dāng)進(jìn)水量不足時(shí)，可利用提升泵房確保水泵正常運(yùn)行，平穩(wěn)進(jìn)水，同時(shí)避免水泵在低液位長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。進(jìn)水量達(dá)不到設(shè)計(jì)進(jìn)水量的50%時(shí)，要根據(jù)實(shí)際進(jìn)水情況關(guān)閉部分一體化污水處理設(shè)備，未進(jìn)水設(shè)備要不定時(shí)曝氣，確保污泥活性，同時(shí)監(jiān)測(cè)溶解氧、pH 等生化指標(biāo)，對(duì)工藝進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

3.4 進(jìn)水量超負(fù)荷

當(dāng)進(jìn)水量超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要及時(shí)清除柵渣，確保水量平穩(wěn)。提升泵房生產(chǎn)能力不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在水量突增初期，要監(jiān)測(cè)溶解氧、pH 等生化指標(biāo)，曝氣設(shè)備應(yīng)開(kāi)盡開(kāi)，及時(shí)調(diào)整工藝。加大抽檢頻次，監(jiān)測(cè)總出水、二沉池出水以及生化池上清液等。隨著溶解氧、pH 等生化指標(biāo)的穩(wěn)定，可以減少曝氣設(shè)備開(kāi)啟臺(tái)數(shù)及頻率。

4 結(jié)論

成都市新都區(qū)農(nóng)村污水處理項(xiàng)目能解決污水處理的技術(shù)難點(diǎn)，但是很多農(nóng)村污水治理項(xiàng)目不持續(xù)，不重視建設(shè)與運(yùn)維，污水治理成果沒(méi)有得到保持。為了構(gòu)建長(zhǎng)效的農(nóng)村污水治理制度，必須因地制宜，堅(jiān)持多措并舉。一是建立科學(xué)的運(yùn)行維護(hù)方案。日常運(yùn)行中，污水經(jīng)一級(jí)提升泵泵至一體化污水處理設(shè)備，使污水能穩(wěn)定處理，達(dá)標(biāo)排放。污泥則進(jìn)入污泥池，并定期采用吸泥車(chē)將污泥運(yùn)至污泥處理單位進(jìn)行脫水處理，污泥池上清液回流至調(diào)節(jié)池。二是建立完整的臺(tái)賬管理制度，如運(yùn)營(yíng)記錄臺(tái)賬、污泥記錄臺(tái)賬、在線監(jiān)測(cè)記錄臺(tái)賬、維修記錄臺(tái)賬等。三是建立完善的運(yùn)營(yíng)管理制度，如安全操作、維護(hù)保養(yǎng)、班次交接等，把責(zé)任壓實(shí)，提高運(yùn)營(yíng)效率。