农村生活污水组合处理技术方法（二）

三、一体化工艺示范工程

1、工艺简介

根据昆山市环保局对锦溪镇水环境治理及新农村建设的具体要求，结合锦溪镇人民政府的统一部署，为建设“生态锦溪”、“人居锦溪”，实施了水污染环境整治工程。2011 年，昆山市锦溪污水处理厂与光大环保科技发展（北京） 有限公司合作，实施昆山市锦溪镇分散型污水处理示范工程，以实现锦溪镇水环境整治效果。

本示范工程规模为50 m³/d，占地面积为300㎡，工程纳污户数150 户，总人数为450人，污水主要来源是居民厨房污水、浴室洗澡污水及其他公共场所的冲厕污水等。

根据农村生活污水特点，采用集水井+ PDS 转鼓式一体化处理装置+ 人工湿地工艺。

依据《江苏省昆山市锦溪镇污水收集工程可行性研究报告》，设计进水水质见表1，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002） 一 级A 标准。

2、工艺去除能力分析

根据现有设计规范推荐数据进行一体化中试设备理论设计，并将设计制作完成的中试设备在现场进行实际运行，对运行水样进行监测，采用流量、进出水pH 值、OＲP、水温、主转子电机及回流泵运行时间等作为在线24 h 测量的指标，数据记录存档;水质指标如COD、BOD5、总磷、氨氮、总氮及生物膜镜检等均在实验室进行分析。

根据上述研究方法和技术手段，依靠在线仪表、便携式仪表以及实验室水质分析等方法，以锦溪镇三联村、狭港村、南前村的一体化污水处理装置进、出水水质指标为研究对象，按照时间规律，记录汇总监测数据并加以分析。

数据来源主要是2012 年工艺运行进、出水水质，根据三个村的进水和总出水数据作图分析比较工艺运行效果。

3、COD去除效果

通过实验方法分别测得三联村、狭港村和南前村的进、出水COD值，并计算得出各村的COD去除率。

进水COD浓度基本保持在100～ 250 mg/L，属于典型的苏南农村生活污水水质，经PDS 转鼓式一体化装置+ 人工湿地组合工艺处理后，出水COD基本能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一 级A 标准，即COD≤50 mg/L，三个村子出水除了南前村在2011 年12 月14 测得COD数据为58 mg/L 之外，其余均小于50 mg/L，而且基本稳定在（25 ± 5） mg/L 左右，处理效果良好。

通过比较总进、出水数据，求得组合工艺在2012 年的COD去除率，可以看出COD去除率一般维持在百分之九十左右，这与一体化装置生物转盘的螺旋结构设计密切相关，这种设计大大增加了生物盘片的比表面积，维持高的微生物浓度，提高了处理效率。三个村子之间COD去除率差异较小，观察其出水COD浓度发现，在相同的季节里，浓度差异很小。但随着时间的变化，COD的去除率变化较大，一般而言，温度较高，去除效果会较好，但温度过高如5 月—8 月，去除率大约下降百分之五。因为在污水进入一体化装置后，生物转盘上生物膜的处理能力、微生物的活性都与温度有密切关系，但PDS 转鼓式一体化处理装置有加盖设施，可适度减弱温度对去除效果的影响。综合可见，该组合工艺能很好地处理COD，使出水COD指标完全满足城镇污水处理厂一 级A 排放标准。

4、氨氮去除效果

PDS 转鼓式一体化污水处理装置前段是具有脱氮功能的缺氧池，在工艺运行过程中，将初沉池出水、回流提升的硝化液及二沉池回流污泥混合，完成反硝化过程，达到脱氮的目的。三个村的进水NH3-N 浓度变化趋势基本相同，均保持在30 mg/L 左右，经组合工艺处理后，出水NH3-N 浓度大大降低，三联村平均出水NH3 －N 浓度为4.08 mg/L，狭港村为3.37 mg/L，南前村为3.9 mg/L，均低于一 级A 标准上限（5 mg/L）。

根据进、出水NH3-N 监测值计算得每一时期氨氮的去除率。分析得PDS 转鼓式一体化处理装置+ 人工湿地对氨氮去除能力强，去除率低为百分之七十二，高可达到百分之九十六。PDS 一体化装置脱氮主要取决于生物转鼓的盘片设计，此生物盘片上可以生长存活时间长的微生物，污泥龄长，故硝化菌和反硝化菌可大量生长，使脱氮更完全。随着工艺的不断运行，脱氮效率也逐步提高，说明组合工艺对进水水质适应性变强。脱氮过程主要发生在缺氧区，因此该区的溶解氧浓度控制非常重要，同时保证生物转鼓处的溶解氧，这部分需要适当调整转鼓转速以使生物膜与空气接触充分，氧传递正常才能保证硝化反应进行，继而增加脱氮的效率。人工湿地同样具有脱氮的功能，其借助于填料、挺水植物、土壤和微生物的综合作用，吸收转化部分氨氮，降低水中氨氮浓度。

5、总磷去除效果

脱氮除磷是处理农村生活污水的主要目标，农村生活污水中的磷含量相对较高，要将其妥善处理以达到一 级A 标准存在难度。PDS 转鼓式一体化装置+ 人工湿地组合工艺对TP 有良好的去除作用。

进水TP 一般为1.5 ～ 3 mg/L，符合农村生活污水的水质特性；经组合工艺处理出水TP 平均浓度为0.28 mg/L，且全部低于0.5 mg/L，达到一 级A 排放标准，可见PDS 转鼓式一体化装置+ 人工湿地的组合工艺具有良好的除磷效果。三联村、狭港村及南前村的TP 去除率见表4，去除率可达到百分之九十二，平均去除率高达百分之八十六，全年TP 去除率一直保持很高水平，证明该组合工艺适合苏南农村生活污水处理。

磷的去除主要分为生物除磷和化学除磷，在此组合工艺中生物除磷发挥主要作用，生物转鼓上的生物膜对磷进行截留过滤，聚磷菌进行聚磷，之后磷随生物膜脱落而沉淀到污泥中，进入人工湿地系统，通过植物的根系吸收、土壤的拦截、化学沉淀吸附及微生物的代谢等作用，大大降低水中磷浓度，使出水总磷达到一 级A 标准。

6、人工湿地处理能力

为了验证PDS 一体化污水处理装置的处理性能及人工湿地的处理能力，对三联村的一体化装置出水和组合工艺总出水分别进行水质监测分析，对出水COD、NH3-N 及TP 分别求取去除率进行了分析比对。

组合工艺中除了生物转鼓上生物膜的截留与微生物的同化可以去除污染物外，人工湿地也起到了很大的作用。对于COD来说，PDS 转鼓式一体化装置的平均去除率可达到百分之六十六，而增加人工湿地后COD去除率平均高达百分之八十五，提高了将近百分之二十；

对氨氮的去除效果也明显增强，去除率增长到百分之八十六；

而变化明显的是TP 的去除，从三联村的监测数据可以看出，PDS 转鼓式一体化装置出水TP 平均为1.17 mg/L，高于城镇污水处理厂污染物排放一 级A 标准的TP 指标值，但增加人工湿地强化处理设施后，出水TP 均低于0.5 mg/L，平均值为0.28mg/L，TP 去除率也增加到百分之八十八，可见人工湿地对TP 的去除效果尤为明显。经水平及垂直流人工湿地与潜流及自由水面流人工湿地的强化复合，增强了植物、填料、土壤及微生物的净水作用，使出水COD、氨氮及TP 浓度大大降低。

五、结论

1、PDS 转鼓式一体化装置+ 人工湿地对农村生活污水有很明显的处理能力，其中对COD去除率可达百分之九十，且处理后平均出水COD为28 mg/L，平均出水NH3-N 为3.8 mg/L，平均出水TP 为0.28 mg/L，出水水质完全符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002） 一 级A标准，可见该组合工艺适合于处理农村生活污水。

2、经PDS 一体化装置后出水浓度分别为63、7.25、1.17 mg/L；

在增加了人工湿地运行后，COD、NH3-N 及TP 的平均去除率均有提高，出水浓度分别减少为27、4.08、0.28 mg/L。

可见人工湿地很大程度上提高了该组合工艺的综合处理能力，特别是TP 的去除率提高了百分之三十左右，使出水TP 浓度远低于一 级A 标准的0.5 mg/L。