对北方地区典型村镇生活污水处理工艺的研究

李沐慧

（沈阳赛思环境工程设计研究中心有限公司 辽宁沈阳 110167）

引言

随着我国村镇经济水平的不断提升，开展村镇生活污水处理设施的建设、推进农村黑臭水体治理工作，积极推动农村基础设施建设城乡一体化，全面提高农村生活环境生态化[1]，落实“百村美丽、千村整洁”行动，是助力乡村振兴，改善乡村居住环境的重要内容。为推进经济增长和生态环境同步发展，依据北方地区村镇的实际情况推荐适宜的生活污水处理工艺意义重大。

1 村镇生活污水处理原则及主要特点

1.1 处理工艺选择原则

村镇生活污水处理工艺应遵循“因地制宜、城乡统筹、分类处置、经济适用、资源利用、分部实施”的原则。对现有的污水处理设施及排水管网进行充分利用，依据国家和地方财力并充分结合污水现有治理工程，确定工程规模的可行性，既有益环境保护又可以极大地发挥工程效益效果。工艺设计需充分考虑二次污染的防治以及废气产生安全防范，确保无异味产生、无噪音产生，减少对周围环境的影响。

1.2 用水量及排放量

村镇生活污水排放量的确定应考虑供水现状、当地经济情况、居民生活习惯、卫生设施现状等因素。在条件允许的情况下，应通过实际调查数据来确定村镇生活污水量。对于缺少调查数据或无法实际测量的，其用水量可参考表1。

表1 村镇生活污水排放量参考值

村镇生活污水排放量需要综合排水管网设施现状、卫生处理设施等因素确定，居民排水量通过实际调查数据来确定，在无法调查时，可通过洗浴排水或冲厕排水按照用水量70%～90%计算、洗涤排水按照用水量60%～80%计算、对于通过管道排放厨房废水的按照用水量的60%～85%计算的方式确定。

1.3 村镇生活污水水质特点

村镇生活污水因排水类型不同导致水质差异较大，但重金属和有毒有害物质含量较少，氮、磷、有机物浓度较高，具有良好的可生化性[2]。实际监测数据显示，有机物浓度最高的为厕所污水，臭味产生较大；头次洗衣污水和厨房污水的COD 含量很高，可高达1 万mg/L 以上；厨房淘米用水总磷含量最高，磷洗衣污水次之；洗浴排水有机物浓度较低，水质较为干净。

村镇生活污水水质各项指标一般参考值为五日生化需氧量（BOD5）一般为100～250mg/L；化学需氧量（COD）一般为200～500mg/L；氨氮（NH3-N）一般为30～70mg/L；悬浮物（SS）一般为100～250mg/L。水质具体情况应在综合当地水厕所排水、洗浴排水、厨房排水情况的基础上确定。农村生活污水一般参考水质见表2。

表2 典型生活污水水质指标

2 村镇生活污水典型处理工艺

村镇生活污水处理基本工艺，一般依照处理单元组成来划分，主要分为预处理、生物处理和深度处理[3]，具体处理流程见表3。预处理，处理对象为污水中呈悬浮状态的固体污染物质，但其处理后污水无法达到排放标准；生物处理，处理对象为污水中溶解状态和呈胶体的有机污染物质，处理后污水中有机污染物含量可符合部分排放标准；深度处理，在生物处理之上对污水深度处理，用于去除污水中残余有机物、氮和磷等污染物，出水可满足高标准受纳水体要求或回用要求。

表3 村镇生活污水处理流程

2.1 户级污水处理工艺

户级污水处理设施宜采用一体化装置。一体化污水处理装置其具有一体化集成度高、效果好、结构紧凑、操作简单、占地少的特点，适于处理分散农户生活污水。进入一体化装置的污水，应进行沉淀预处理，可利用村镇化粪池。如,一体化装置无法满足出水要求时，可配套自然生物处理。

对于仅处理厕所粪便废水的，建议采用“化粪池+自然生物处理”模式，或选用一体化处理装置。对于处理对象为低浓度生活污水，如处理淋浴、居民洗衣和厨房污水，可采用人工湿地工艺进行处理，处理后的尾水直接排放或进行综合利用。

2.1.1 净化槽

矿体主要富集在靠近断裂接触面的两层碎裂岩带内，2号主矿体便赋存于九曲蒋家208断裂所影响的第四层绢英岩化花岗质碎裂岩带内，其具有品位高、形态简单、规模巨大的特点，在李家庄和水旺庄矿区2号主矿体分别占该区总资源量的93.81%和70.90%(表6)。因此在受2条断裂共同影响的区域内，钻孔穿透浅部破头青断裂继续钻进至九曲蒋家208断裂所控制的第四层绢英岩化花岗质碎裂岩带是最为重要的找矿目标。

作为一种小型生活污水处理装置，适用于分散型生活污水处理，处理后可就近排放至附近水体中，增强地区水循环。污水通过净化槽分离沉淀，去除大颗粒，用于提高可生化性，其后利用填料来去除可溶性有机物。沉淀槽中应设置消毒装置，用于消毒处理。

2.1.2 CWT 一体化设备

该设备利用“生物技术+膜技术”，具有安装快捷、模块化处理、效率高、能耗低等特点，无需设置看管人员。该设备可应用于新农村建设、水源水质要求高或城镇分散型点污染源等。

2.1.3 无动力污水处理工艺

该工艺具有工程投入少、工程简便、治污效果好、运行费用低等优势，因地制宜利用各村的废弃水塘和低洼地进行工程建设，适用于有可利用闲置土地的地区。

2.1.3.1 水解酸化+人工湿地工艺

将化粪池、厨房、淋浴间等生活污水通过村镇管网、暗渠等自流进入，首先通过格栅池对垃圾及大颗粒悬浮物进行过滤，然后进行厌氧水解酸化，设施出水通过自流进入人工湿地单元，利用湿地植物、微生物对有机污染物进行分解、拦截及吸附。

2.1.3.2 单级生物滤池工艺

2.1.3.3 地下渗滤技术

污水收集后经过化粪池等预处理措施，进入地下渗滤单元，在土壤毛管和渗滤作用下，运动至周围基质层，利用物理、化学和生物联合作用，使水与污染物分离，污染物通过物理吸附和化学吸附被截留在土壤中，然后经过微生物降解、硝化反硝化等进行降解去除。处理过的水通过渗滤作用向下渗透，并通过集水管排出系统。

2.2 村级污水处理工艺

采用好氧生物处理设施，可有效去除有机物。采用缺氧与好氧生物组合设施，可有效去除有机物和总氮。采用缺氧-好氧生物组合设施，可有效去除有机物、总氮和总磷。对于生物处理设施出水无法满足要求时，可增加自然生物处理工艺[4]。

2.2.1 单一生物处理工艺

该方案适用地区为可利用的闲置土地有限。生物处理工艺利用好氧生物处理技术，如A2/O池、AO 池、MBR 系统、生物接触氧化池等。为保证处理效果，好氧池的溶解氧含量宜保持在2mg/L 以上。

2.2.2 生态组合技术处理工艺

该方案适用地区为对出水水质要求高，或有可利用闲置土地的地区。对于出水水质要求高、水环境敏感、或利用生物处理方式出水水质无法满足排放水体要求标准的，建议配套应用人工湿地、稳定塘等深度处理工艺。

2.3 工程实例简介

2.3.1 北方某农家院户级污水处理工艺

该农家院主要处理农家院排放的洗浴水、厨房水、厕所水等生活用水，无有毒有害性工业废水，设计规模为5m3/d，出水用于农田灌溉回用水，综合考虑选用CWT 工艺进行污水处理。污水经污水管网进入，先利用预处理池预沉降，后通过格栅截留污水中悬浮污染物，之后进入调节池去除污水中的悬浮颗粒，保证后续处理系统正常运行，最后通过提升泵提升至生化池进行生化处理。因出水用于农田灌溉，需要同时满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A 标准及《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》（GB20922-2007），故设计出水指标执行最严格值。工程进水、出水指标详见表4。

表4 农家院污水处理站进、出水水质

2.3.2 北方某村村级污水处理工艺

该村采用A/O 处理工艺，处理村庄生活污水，设计规模为2000m3/d。工程采用先进合理、技术可靠、维修方便、管理简单、投资少、运行费用低的缺氧-好氧处理工艺，处理设施采用以地下钢筋混凝土结构的形式为主，工艺流程见图1。该工艺出水标准可达到《辽宁省污水综合排放标准》（DB21/1627-2008）中一级B 标准。工程进水、出水水质详见表5。

图1 北方某村污水处理工艺流程图

表5 村级生活污水治理工程进、出水水质

结语

村镇生活污水处理工艺应因地制宜的选取适宜的工艺，特别是在北方地区，冬季寒冷需要采用地埋式或其他污水处理工艺来增强保温效果[5]。加强村镇生活污水处理设施的规划、设计、建设及管理。村镇污水处理设施选址还需结合村庄的建设规划，综合污水排放特点、管网高程、地形特点和地区主导风向等确定，选择地点应选用土地利用价值低、地势低洼、主导风向为下风向的地段，且原则上应避开水源地等生态敏感地区[6]。污水处理工程建设及运行需保障行洪安全，排放口避免自然水体或雨水倒灌进入。