简析村落污水处理之生物处理技术

王颖　罗淼

现阶段我国农村经常采用的生活污水处理工艺大致可分为2大类，一是生物处理技术，主要有化粪池、净化槽、氧化沟、厌氧生物膜池和土地渗滤等；二是生态处理技术，主要有人工湿地、氧化塘、生态填料土地处理系统、生态砾石床和土地渗滤等；这2种技术在全国各地都有运用，推广面相对较广。

1、化粪池

化粪池在农村中的应用已具有100多年的历史，最初是处理粪便并加以过滤沉淀的装置，其原理是固化物在池底分解，上层水化物进入管道流走；其实质是利用沉淀和厌氧微生物发酵以去除粪便污水或其他生活污水中悬浮物、有机物和病原微生物的污水初级处理设施，属于初级的过渡性质的生活污水处理设施。

生活污水通过化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物（SS），通过微生物的厌氧发酵作用可降解部分有机物（COD、BOD5），池底沉积的污泥可用作有机肥。通过化粪池的预处理可有效防止管道堵塞，亦可有效降低后续处理单元的污染负荷。图1-1为典型的农村三格式化粪池示意图。

2、一体化净化槽

一体化净化槽是一种小型生活污水处理装置。用于分散型生活污水或者类似生活污水的处理。生活污水进入净化槽后，预处理过程去除比重较大的颗粒及悬浮物，提高污水的可生化性；在厌氧虑床槽填料上的厌氧生物膜的作用下，去除可溶性有机物；在接触曝气池内集曝气、截留悬浮物和定期反冲洗为一体；沉淀槽溢水堰设置了消毒装置，对出水进行消毒处理。典型的一体化净化槽示意图见图2-1。

一体化净化槽的工艺特点主要包括：

体积小，占用土地面积小，可以埋入地下，无需建房，且可灵活组合。对水质适应性强，耐冲击性能好，出水水质稳定。设备运转时，噪音小，对周围环境影响小。设备安装简单，调试运行期短。需用电；在处理小水量时造价高于生态填料土地处理系统，运行费用相对较高，但远低于城市污水厂。维护技术要求较专业。出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放》（GB18918-2002）中的一级B标准。

3、氧化沟

氧化沟因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。氧化沟实质上是一种活性污泥处理系统，它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水和活性污泥在沟中不断循环流动，因此也称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟通常按延时曝气条件运行，以用来延长生活污水和生物固体的停留时间并有效降低有机污染负荷。氧化沟通常使用卧式或立式的曝气和推动装置，向反应池内的物质传递水平速度和溶解氧。

氧化沟通常适用于处理污染物浓度相对较高的生活污水；处理规模宜大不宜小，适合规模较大的连片村落生活污水处理。农村生活污水经过适用的氧化沟工艺的处理后，出水通常达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。但如果受纳水体有更严格的要求，则需要进一步处理。

氧化沟的类型多种多样，在种类繁多的氧化沟工艺中，较为典型的氧化沟如图3-1所示。

氧化沟的主要工艺特征为：

在流态上，氧化沟介于完全混合式与推流式之间，从水流动来看是推流式，由于流速快，可达0.25～0.35 m/s，进水能与沟内混合液快速混合，因此氧化沟的流态又是完全混合式。

采用延时曝气法运行，污泥产率低，剩余污泥量少。

水力停留时间长，有机负荷低，运行稳定，处理水质良好。

污泥龄长，达15～30d，为传统活性污泥系统的3～6倍。因此在反应器内能够存活增殖世代时间长的细菌如硝化菌和反硝化菌等，在沟内可发生硝化反应和反硝化反应，使氧化沟具有较强的脱氮能力。同时，氧化沟这种封闭循环式的结构能够交替产生好氧/缺氧区域，因而特别能满足污水的脱氮要求。

对水温、水质和水量的变化有较强的适应性。

工艺操作管理方便。可不设置初沉池，污水只经过格栅和沉砂池即可进入氧化沟。主要设备是氧化沟沟体和二沉池，设施少，工艺流程简单，操作和维护管理比较容易。在各种活性污泥处理系统中，氧化沟的维护管理最为简单，产生机械故障的可能性也相对较小。

4、厌氧生物膜池

厌氧生物膜池，是通过在厌氧池内填充生物填料强化厌氧处理效果的一种厌氧生物膜技术。污水中大分子有机物在厌氧池中被分解为小分子有机物，能有效降低后续处理单元的有机污染负荷。正常运行时，厌氧生物膜池对COD和SS的去除效果一般能达到40%～60%。典型厌氧生物膜池结构如图4-1所示，其中填充的填料应有利于微生物生长，易挂膜，且不易堵塞，从而提高厌氧池对BOD5和悬浮物SS的去除效果。

厌氧池中的填料特征需满足以下条件：具有高比表面积，有利于微生物生长；材料抗腐蚀性，在厌氧酸化条件下稳定可靠；不易堵塞，质量轻，易于安装或悬挂；对水质适应性强，耐冲击性能好，出水水質稳定。价格低廉，运输方便。常用的填料有纤维填料、软性填料、弹性填料或其组合。

5、生物滤池

生物滤池是生物膜法的一种，具有净化效果好、投资省、运行费用低等特点。在实际应用中生物滤池主要去除生活污水中的悬浮物、有机物、氨氮等污染物。其优点是占地小、抗冲击能力强、处理效果稳定等；但其同时存在明显不足，主要是生活污水进入生物滤池前，必须经过预处理降低悬浮物浓度，以防堵塞滤料。滤料上的生物膜不断脱落更新，随处理水流出，所以在生物滤池后端要设置二次沉淀池以沉淀悬浮物。

生物滤池主要适用于自然村或中小型聚居点的污水处理。对于可用土地面积少，地形坡度大、进水水质和水量波动大的污水处理站有较好的适用性。生物滤池填料一般选用陶粒滤料或轻质多孔填料，陶粒滤料粒径宜为2～8mm，轻质多孔填料粒径宜控制在25mm以下。滤料填装高度宜为1.5m～3m。轻质多孔填料适宜在下向流或侧向流曝气生物滤池中采用，可以大大延长滤池反冲洗周期或避免采用反冲洗系统。生物滤池结构示意图如图5-1。

农村生活污水处理系统的建设应符合当地水污染治理规划、国家有关村庄整治及新农村建设的政策，根据各地村庄的具体情况和要求，综合考虑经济发展与环境保护、排放与利用等关系，充分利用现有条件和设施。

农村生活污水处理设施应因地制宜，结合当地环境条件，尽可能选用荒地、洼地等，少占良田，缩短排水管道，降低管道埋深和减少土方工程量。

应根据污水特点、处理规模和处理水质要求，选用适合当地农村特征并与当地经济技术相适应的污水处理技术及工艺。

农村污水处理技术不仅出水水质要满足相关排放要求，还要注重景观美化、环境协调、无二次污染、易于维护管理。

参考文献：

（1）《农村生活污染控制技术规范》（HJ 574-2010）；

（2）《村庄整治技术规范》（GB50445-2008）；

（3）《国家级生态村创建标准》（试行）环发【2006】192号；

（4）《国家农村小康环保行动计划》环发【2006】151号。

（5）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；