Engineering Application of Rural Domestic Wastewater Treatment
张猛 ZHANG Meng
（青岛金源环境工程有限公司，青岛 266555）
（Qingdao Golden Resources and Environmental Engineering Co.，Ltd.，Qingdao 266555，China）
摘要：青岛市张家楼镇某农村区域生活污水产生量约500m3/d。采用以“初沉池+A2O+斜管沉淀+石英砂过滤+紫外消毒”为主体的处理工艺进行处理。目前，出水经处理后可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级A标准。对系统的工程概况、工艺流程、设计参数及运行效果进行了介绍。
Abstract: The design capacity of rural domestic wastewater in Zhangjialou Town was 500m3/d. The main process was "Initial Settling Tank+A2O+Tube Settler+Sand filter+Ultraviolet Disinfection" system. Now, the plant had achieved the desired purpose, the effluent quality could meet the level-1-A criteria specified in the Discharge Standard Of Pollutants For Municipal Wastewater Treatmentplant(GB 18918-2002). In addition, the general situation, technological process and design parameters were introduced.
关键词：农村生活污水；石英砂过滤；污水处理
Key words: rural domestic wastewater；sand filter；wastewater treatment
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）26-0170-02
0 引言
国内水污染主要存在于工业生产水污染和居民生活水污染。其中，居民生活水污染的难点在于农村生活污水的治理。农村生活污水具有点源分散、难于收集、水质差异大等特点[1，2]。对农村生活污水进行良好的处理和处置，对于水处理行业是一个重要课题[3-5]。
1 工程概况
1.1 工程简介
张家楼镇某农村区域涵盖四个小村落，并在村落交界处建有小型蔬菜加工厂和海鲜加工厂，由于其产生的废水毒性较低，降解性尚可，故纳入农村生活污水中一并处理。在污水处理设施建设之前，市政相关部门已经根据多个村落的地势，对区域内的生活污水收集管线进行了建设，保证了全部生活污水能够集中到一处设施进行处理。
1.2 设计进出水水质
污水中的污染物质以有机物、表面活性剂和油类物质为主，污染物指标以CODCr、BOD5、悬浮物、NH3-N（氨氮）、TN（总氮）和动植物油为主。污水处理工程设计规模500m3/d。
设计进出水主要水质指标如表1所示。
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2 处理工艺描述
2.1 初沉池
农村生活污水由于来源种类多，排水综合管理水平不高，故其中会夹杂大量的颗粒状杂质，这些杂质无法被生物处理降解，所以需要在系统前端对其进行截留。初沉池选用平流型，通过颗粒絮凝沉降，对其进行去除。
2.2 A2O工艺
A2O工艺是去除各污染物的核心工艺。工艺中集成了厌氧、缺氧和好氧工段。三个工段进行的微生物降解反应都可以去除有机物，其中以好氧工艺去除有机物为主。通过在段间增设回流，可以利用硝化菌的硝化作用和反硝化菌的反硝化作用，对氨氮和总氮进行有效去除。
2.3 斜管沉淀
斜管沉淀池是一种沉淀效率较高的沉淀池，池中安装有斜管填料。斜管沉淀池利用浅层沉淀原理，能够获得较高的水力负荷。污水经过好氧反应后，仍含有一些悬浮污泥及老化的生物膜。通过斜管沉淀池的沉淀作用后，将其中的悬浮物沉降，从而澄清水质。
2.4 石英砂过滤
石英砂过滤器利用合适级配的鹅卵石和石英砂，其过滤精度达到微米级，能够对水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物等进行综合去除。
2.5 紫外消毒
排放标准中对于大肠杆菌有一定要求，而生活污水原水中就含有一定量的大肠杆菌，这些大肠杆菌通过生化系统无法有效去除，通过过滤也只是去除一部分，无法达标。紫外杀菌消毒是利用适当波长的紫外线，破坏大肠杆菌细胞中的DNA或RNA的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。
具体的工艺流程如图1所示。
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3 详细设计参数
3.1 初沉池
罐体尺寸为L 10m×?准3m，玻璃钢材质。设置有排泥泵2台（1用1备），不锈钢材质，单台Q=12m3/h，H=6m，N=0.55kW。配置有PAC（聚合氯化铝）加药装置1套，加药能力25L/h。
3.2 A2O
分四段设置罐体，第一段L 9m×?准3m，厌氧段长度3m，缺氧段长度6m，停留时间分别为1h和2h，玻璃钢材质。第二、三、四段分别为L 9m×?准3m，全部为好氧段，停留时间为9h，玻璃钢材质。厌氧段和缺氧段装填有弹性填料，型号为?准150×0.5型，比表面积达到250m2/m3，共40m3，PP材质。好氧段装填有组合填料，型号为?准150型，比表面积2000m2/m3，共100m3，PP+醛化丝材质。设置有厌氧区排泥泵2台（1用1备），单台Q=12m3/h，H=6m，N=0.55kW；好氧区排泥泵2台（1用1备），单台Q=12m3/h，H=6m，N=0.55kW；污泥回流泵2台，单台Q=65m3/h，H=6m，N=3kW；微孔曝气器，100台，氧吸收率22-40%，曝气量1.5-3m3/h，服务面积0.5-0.65m2/台；鼓风机2台（1用1备），罗茨风机，单台Q=8m3/min，P=35kPa，N=5.5kW。
3.3 斜管沉淀
斜管沉淀和清水池共用一个罐体，罐体尺寸为L 6m×?准3m，玻璃钢材质，其中斜管沉淀部分长3m，表面负荷为2.3m/h。设置有斜板填料9m3，PP材质，内径35mm，厚度0.5mm；设置有排泥泵2台（1用1备），不锈钢材质，单台Q=12m3/h，H=6m，N=0.55kW；清水排出泵2台（1用1备），不锈钢材质，单台Q=25m3/h，H=12m，N=3kW。
3.4 石英砂过滤器
设置有过滤器提升泵3台（2用1备），单级卧式离心泵，铸铁材质，单台Q=15m3/h，H=25m，N=2.2kW；过滤器反洗泵2台（1用1备），单级卧式离心泵，铸铁材质，单台Q=65m3/h，H=25m，N=7.5kW；石英砂过滤器2台，碳钢衬胶材质，单台尺寸?准1.200×H3500mm，总填料高度1200mm。
3.5 紫外消毒系统
设置有紫外消毒装置1套，形式为管道式，功率为250W，灯管寿命12000小时以上，反应器材质选用304不锈钢材质。
3.6 其他
系统建设有污泥干化池1座，尺寸为5m×5m×4m，用于容纳系统产生的混合污泥。污泥在干化池中进行沥水和自然风干。干化后由市政部门统一外运处置。
4 运行效果分析
调试阶段的污泥来自当地生活污水处理厂的剩余污泥，通过闷曝、低负荷过水、正常负荷过水等步骤。在稳定运行期间，进水CODCr基本维持在300mg/L，高峰波动至320mg/L，系统去除率维持在90%左右；进水BOD5基本维持在200mg/L，高峰波动至230mg/L，系统去除率维持在97%左右；进水NH3-N基本维持在50mg/L，高峰波动至55mg/L，系统去除率维持在90%；进水TN基本维持在60mg/L，高峰波动至65mg/L，系统去除率维持在85%；进水悬浮物浓度稳定在110mg/L，出水悬浮物浓度稳定在10mg/L以下。其中比较有代表性的BOD5和TN的运行处理效果见图2和图3。
在系统运行过程中，石英砂过滤的及时冲洗是稳定运行的关键点，要能够将绝大部分污染物都冲洗下来，以下两点需要重点要求。第一，要保证足够的反冲洗水量，当反洗泵开启时，要着重检查反洗阀门是否正常开启，并通过过滤器的视镜观察过滤层是否处于松动状态；第二，要保证冲洗时间。根据运行经验，反洗的周期设定在每24h一次是最佳状态（此时填料层的压力损失约为0.02~0.05MPa），每次反洗8~15min。
项目建设投资180万元，日常运行费用包括电费（日耗电量180kW·h）、药剂费（日消耗PAC药剂27元）、人工费（定员2人，总日薪200元），每日运行直接费用为0.67元/m3。项目出水排入附近河道，对生态不会造成影响。
5 结语
采用以初沉池+A2O+斜管沉淀+石英砂过滤+紫外消毒的工艺处理农村生活污水，最终出水CODCr小于45mg/L，BOD5小于8mg/L，TN小于15mg/L，悬浮物浓度小于10mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级A标准。石英砂过滤属于物理过滤，容易受到有机物滋生的微生物污染，故及时对石英砂过滤器进行反冲洗，是系统达到设计水平并且稳定运行的关键。
参考文献：
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