一体化SMI微生物滤床工艺在农村生活污水中的应用

李倩倩

摘  要：采用一体化SMI微生物滤床工艺对某村20t/d的生活污水进行处理，介绍了工艺流程、设计参数和设计方法，文章主要介绍了一体化SMI微生物滤床设备的运行及对污染物的削减情况，设备对CODCr、NH3-N和TN的平均去除率分别为80.4%、85%、65.9%，满足项目水质要求。

关键词：一体化SMI微生物滤床;生活污水;CODCr;NH3-N;TN

中图分类号：X703 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）32-0115-03

Abstract： The integrated SMI microbial filter bed process was used to treat 20 t/d of domestic sewage in a village in Xuzhou area. The process flow， design parameters and methods were introduced. The operation of the integrated SMI microbial filter bed and the reduction of pollutants are introduced in this paper. The equipment was stable and the average removal rates of CODCr， NH3-N， and TN were 80.4%， 85% and 65.9%， thus meeting the requirements for the water quality of the project.

Keywords： integrated SMI microbial filter bed; domestic sewage; CODCr; NH3-N; TN

农村生活污水种类繁多，成分复杂，主要有冲洗卫生间的粪便污水，洗浴污水，厨房洗涤水产生的污水，人畜混居畜禽粪便污水和部分降雨入流等[1]。农村生活污水具有水量小且分散，水量波动大等特点[2]。农村污水排放量和居民生活规律相近，早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，污水排放呈不连续状态[3]。

目前农村生活污水处理技术主要有生物处理和生态处理等。生物处理技术主要有生物接触氧化、SBR法与A/O法等活性污泥法、生物滤池等。生态处理技术主要有稳定塘、土地处理系统、人工湿地等。但是人工湿地等单一生态工程技术存在占地面积大，处理效果不稳定，易堵塞等共同缺点，限制了其在污水处理中的广泛应用，往往只有和二级生物处理技术组合工艺才会取得理想的处理效果。

1 工艺设计

1.1 水质水量

本文以徐州市某村为研究对象，项目日处理量为20t/d。

设计进水水质：参照《农村生活污水处理技术规范》（DB33/T868-2012）要求进行设置。

设计出水水质：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。

1.2 工艺流程

主体流程选择格栅调节池、一体化SMI微生物滤床设备和垂直潜流人工湿地为主体工艺。

1.3 设计参数

格栅调节池选择地埋式玻璃钢池体，对进水进行初步截留，去除水中大体积悬浮物，保证水力水停留时间8h，实现集水、水质调节功能，配套4m3/h的潜水泵。

一体化SMI微生物滤床作为核心处理工艺，选择半地埋式一体化处理设施、实现模块化、自动化、高集成化的要求，设计HRT：8.35h，配套0.65m3/min的风机。

垂直潜流人工湿地作为生物接触氧化工艺的深度处理，通过湿地植物的吸附和吸收，进一步消除出水中的N、P元素含量[4]，设计24h的水力停留时间。

1.4 核心工艺

核心工艺为一体化SMI微生物滤床，设备沿进水方向依次为A、B、C、D四个池。其中A厌氧池，B缺氧池，C好氧池，采用鼓风机曝气，在每个曝气管上都安装气量调节阀。进水管道安装控制阀门，采用微孔曝气器曝气。在A、B、C池中装填多种新型合成微生物载体。本工艺通过D池高效除磷沉淀。

SMI-微生物滤池技术选用高效复合微生物菌剂和多孔载体，将功能微生物固定于多孔载体表面和孔道内部形成稳定的生物膜，污水流经载体时在微生物的作用下，污染物得以高效去除，对氨氮、COD、SS的去除效果尤其突出，出水清澈透明。

2 运行及效果分析

本工程自2019年6月30日开始调试，于7月20日完成SMI微生物滤床内填料挂膜，系统处理效果稳定。

通过对2019年8月到2020年3月每个月主要指标的进出水及中间出水（SMI设备出水）的采样分析，主要指标分析如下。

2.1 CODCr去除分析

图2中数据可以看出，CODCr平均进水浓度287mg/L，SMI设备平均出水浓度56mg/L，SMI设备出水浓度已达到一级B的项目目标，CODCr去除率为80.4%。附着在多孔网泡载体上的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在有氧（好氧微生物）或无氧（厌氧微生物）的情况下，将有机物合成新的细胞物质或将其解代谢。

2.2 NH3-N去除分析

图3中数据可以看出，NH3-N平均进水浓度45.86mg/L，SMI设备平均出水浓度6.93mg/L，SMI设备出水浓度已达到一级B的项目目标，NH3-N去除率为85%。NH3-N去除主要由硝化細菌完成，其中硝化菌包括亚硝酸菌和硝酸菌，在硝化反应的作用下，氨态氮进一步分解氧化[5]，从而得以去除。

2.3 TN去除分析

图4中数据可以看出，TN平均进水浓度50.14mg/L，SMI设备平均出水浓度17.1mg/L，SMI设备出水浓度已达到一级B的项目目标，TN去除率为65.9%。TN去除主要由硝化细菌完成，反硝化反应是指硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮，从而得以去除。

3 运行成本分析

整套处理系统由PLC自动完成，一体化SMI微生物滤床工艺产泥量极少，12～24个月排泥一次，整套工艺不用加药，无需专人值守，直接运行成本仅为电费。自处理设施运行后，处理后的中水作为河道补给，绿化，灌溉等水源，周边环境得到很好的改善。

4 结束语

一体化SMI微生物滤床工艺综合了生物降解、吸附和物理化学过程，它具有抗冲击负荷能力高、占地面积小、自控运行能力高、出水水质好、管理方便和运行成本低等优点，同时兼顾活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的长处，且工艺几乎不产生剩余污泥，无需专人值守。处理后的水可用于河道补水，绿化，灌溉等，具有很好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]李关羽.浅析农村生活污水治理现状及对策[J].中国新技术新产品，2016（4）：139.

[2]马北琳，鲁珊珊.农村生活污水治理现状及对策分析[J].山东工业技术，2016（6）：262.

[3]史志勇，李莎，王立峰，等.农村生活污水污染及防治技术[J].农村经济与科技，2016（5）：49+51.

[4]赵智超，张为堂.生物接触氧化法-人工湿地处理常低温生活污水[J].水资源与水工程学报，2018（05）：28-34.

[5]肖晶晶.固定化脱氮菌群处理含氮污水的研究[D].中国农业科学院，2011.