浅谈农村一体化生活污水处理设备

浅谈农村一体化生活污水处理设备

农村生活污水处理是绿色发展和特色社会主义农村复兴的重要环节。随着我国农村家庭使用抽水马桶等卫生洁具增多，每户用水量增长快，农村生活污水污染浓度较低。因此，建设农村污水处理系统，急需适应农村特点的廉价、的生活处理设备。

引言

目前农村每年有2500多万吨的生活污水直接进行排放，对区域河流和池塘等环境造成污染，同时也对村民的健康和正常生活造成影响。农村生活污水是指居民生活过程中厕所排放的污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等。我国从20世纪80年代就开展了农村生活污水处理技术研究，各种工艺形式的一体化污水处理装置得到应用，如活性污泥法法工艺、MBR工艺等。农村的生活污水具有覆盖面大、废水产生量小、波动大的特点。在生活污水集中处理中，会面临管网投资大、建设困难、运行维护复杂的问题。

农村生活污水的水质特点是N、P 含量高，但含有大量营养盐、细菌、病毒等，基本不含重金属和有毒有害物质，污染物相对简单、可生化性强。随着我国农村家庭使用抽水马桶等卫生洁具增多，每户用水量增长快，农村生活污水污染浓度较低。此外，农村生活污水还具有水质波动较大、排放点分散等特点。因此，建设农村污水处理系统，急需适应农村特点的廉价、的生活处理设备。同时，通过污水处理项目的实施，对疾病防控起到了作用，并提高广大村民众的健康环保意识。

1一体化生活污水处理设备应用的重要意义

实现农村生活污水处理，是绿色发展和特色社会主义农村复兴的的重要环节。在完整实施绿色可持续发展的背景下，全国各地积极响应九部委发布的关于污水处理的要求和方针。这对完整促进城乡一体化发展，改善居民生活方式和用水水生态环境发挥重要作用。在农村，有许多场所生活污水乱排，在程度上限制了地方经济的发展，也严重破坏了地方的生态环境。同时对一些有特殊意义的并具有历史文化和欣赏价值的旅游资源，造成严重污染。因此，我国有关部门必须将农村污水排放，纳入规定的水污染排放总量指标以内，将农村垃圾污染放纳入就想排污管理体系。通过积极引用的一体化污水处理设备，完整改善新时代下，农村环境治理水平。此外，加强农村污水排放监测，污水处理设备的选择建设要考虑当地环境因素，使环保和设备运行可以更好地融入当地，促进资金和项目配置的协调。

农村生活污水处理通常要考虑以下3个因素:①满足达标排放与再生利用的需要。既要解决当前村庄污水处理达标排放问题，又要充分考虑今后污水处理回用的要;②处理技术经济适用性。处理技术的选择必须充分考虑农村地区的财力状况薄弱、经济承受能力低这一情况，选用成熟可靠、适合农村实际的污水处理技术;③运行操作简便、日常维护管理简单。考虑到农村地区从业人员技术水平和管理水平较低，污水处理技术选择应特别注重简便易行、运行稳定、维护方便等，以利当地处理设施正常运行。由于农村生活污水面广分散、来源多，多数无管网覆盖而难以收集，一般通过化粪池收集、沉淀，但却没有排放系统设施，而仅仅依靠土壤渗滤或直接溢流。随着农村社会经济的发展，农村家庭大量使用抽水马桶，造成生活污水中含水比例高、营养稀释，原有的肩挑或农用工具运输的入地施肥利用变得相当困难，加剧了农村生活污水的直接排放。

近几年出台实施了一些省级地方标准，支持农村生活污水尾水利用。如河北省出台的地方标准《农村生活污水排放标准》（DB13/2171-2020），4.1.3 污水综合利用：应优先选择氮磷资源化与尾水利用技术、手段或途径，尾水利用满足我国或地方标准要求。

2一体化污水处理设备简介

2.1工艺流程

生活污水处理设备通常采用降解法去除COD、硝化反硝化法去除污水中的氮以及生物除磷原理，结合一体化功能设备，确保废水处理质量和稳定性。当生活污水进入化粪池完成固液分离和发酵后，再进入一体化处理设备，在缺氧池中去除部分有机物，实现脱氮反应。好氧段内填充填料，进行有机物降解和氨氮硝化反应。沉淀池中污泥以及硝化溶液返回缺氧池，以满足反硝化要求。处理后的废水随后完成固液分离，靠重力排出或进行消毒后回用。

2.2一体化污水处理的产品特点

一体化设备集污水处理和生物净化功能于一体，考虑了实际情况和条件，因地制宜，并积极采用技术，利用气提技术实现缺氧-好氧过水处理，以良好的适用于水处理连续控制。在应用时完整应用经济性和可靠性的原则，将沉淀池设计成单面斜板，防止了污泥堆积，保证了污泥可以快速与水分离，稳定了出水SS；同时采用了减少项目建设和运营成本，并完整考虑了运营和管理条件。具有更好的灵活性和调节性，管理成本更低，满足长期运行了使用的需求。自80年代初期，引进一体化污水设备技术以来，我国对环境污水处理需求不断增加，而一体化污水处理设备的应用，已在农村污水处理过程中广泛推广。因其投资少、管理方便、集成度高，在污水处理效果上取得了良好效果。净化后的水质达到污水质量监管要求。一体化污水处理设备，它集生化、净化处理技术于一体，以较高性价比为原则。其处理过的废水可用于冲厕、绿化和灌溉土地，完整节约了水资源。

3 一体化污水处理设备的设计及要求

在一体化污水处理设备的设计和选型中，常存在处理原理不明确，水流停留不足以及系统配置不合理等很多问题。造成设备生产不规范，使用效率低下。而目前的很多污水处理工艺各类也比较多，给集中污水处理设备的设计带来的困难，因此必须完整进行分析。首先是工艺要求，一体化污水处理设备的设计必须符合我国相关排水及处理规范的标准要求，要使用工艺相对成熟可靠的技术。在同一县市内，尽量采用统一的处理工艺，便于运营管理。其次，为保证处理设备的运行，在一体化设备前要安装筛网、砂槽等处理装置。集成相关处理设备后，应设置污泥池，还要配备可移动式污泥处理设备，来保证排放污泥的及时处理。要根据计规范要求，列出各种废水处理设计参数，如水力停留时间、溶解氧、回流比、碳氮比等。因此，设计单位必须列出详细的设备的工艺参数、经济技术指标以及其计算方法。对于处理设备的结构要求，使设备必须满足相对受力要求。要充分考虑设备的内部水压以及外部压力等载荷，并与设备结构因素结合。还要考虑材料的耐腐蚀性、结构弱化以及确保结构等问题。一体化污水处理设备应设有吊点，方便进行设备装卸。对于电气自动控制方面的要求，要根据不同的应用场地的需要适配，并应采取通风、防水、防虫、防尘等技术措施。电气设备要有防漏电保护措施。考虑到可能存在电压不稳停电的特点，要在配电系统中安装稳压器，并安装进电信号报警装置。集成控制系统要实现自动和手动两种模式进行操作，可根据需要在两种模式间自由切换。要设置智能控制中心，记录集成设备的运行参数，实现运行异常报警以及远程控制等操作功能。

4一体化污水处理设备使用材料应用

4.1保证设备材料使用合格

集成污水处理设备的使用寿命，是其进行维护措施和正常使用的关键问题。并且其争议较大，有主张10年、20年和30年等多少意见。因此，要合理考其他行业的设备，并结合污水处理设备市场情况，合理确定设备使用寿命。通常箱体设备的寿命从技术说比较长，集成设备的使用可达到50年，但其对材料质量和加工水平要求较高，不利于一体化设备的发展。在我国的设计基本规范中，反应器的寿命为20年，采用一体化设备进行污水处理时。设备箱体设计寿命因此至少为20年。对于一些关键设备和材料的使用年限，其使用必须要保证集成设备应用质量。要对其关键设备和材料寿命进行完整研究，包括水泵、鼓风机、射流器等使用寿命不低于10 年，中空纤维膜的不低于5年。

4.2关键设备和材料的质量要求

为保证设备满足使用寿命和质量要求，必须要对集成箱体的材料以及内部关键设备进行严格检查。必须保证设备中主要设备和材料合格，要根据工程情况确定等级和性能参数。同时还要使污水处理关键设备易于拆卸和更换。水泵和鼓风机须具有待机模式。设备将在制造企业生产车间组装，确保满足运输要求，再将完整的组装件运往现场。另外，箱壁厚度及防腐要满足要求，使具有足够的强度和耐久性，并考虑附加壁厚问题。除严格控制材料厚度外，附加壁厚的量，须考虑材料设计寿命的腐蚀厚度，以及抗老化厚度要求。碳钢材料耐腐蚀厚度参照基本规定计算确定。保证在的腐蚀环境下，速率为0.2毫米/年。耐候钢介于碳钢和不锈钢之间，其耐腐蚀性能强。

关键设备和材料质量关系到污水处理的施工和运行成本，且关系到其运行的稳定性。因此，根据行业标准必须对水泵、鼓风机、曝气器以及MBR膜等制定具体要求。其他附件要采用耐腐蚀材料或进行防腐处理。加工要求考虑设备正常的使用性能。

5农村一体化污水处理技术的具体应用

5.1MBR工艺应用

MBR又称膜生物反应器，主要涉及膜生物反应技术，实现了膜分离与活性污泥生物技术的结合。与活性污泥法不同，应用MBR工艺，在进行固液分离过程时，采用纤维膜代替沉淀池，提高了固液分离效率。利用膜的基本性能，避免了活性污泥的流失，提供了更高浓度的活性污泥，提升了污染物的分解效率。确保了污水处理量的稳定，并完整达到排放标准。应用MBR处理技术，保证了废水处理水质后，避免污泥膨胀问题。

MBR工艺流程：生活污水由管网收集，经过格栅过滤大块杂质后流入调节池，经过调节池均量均质后由提升泵经毛发过滤器过滤后送至A级生化一体机，微生物在兼氧环境下发生反硝化反应，将硝酸盐转化为氮气。之后污水流入0级生化一体机，通过微生物好氧呼吸作用去除有机污染物；并在好氧条件下将氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐，聚磷菌吸收磷元素。经过生化处理后的污水流入MBR膜池，通过泥水分离，上清液进入消毒池消毒，达标排放。污泥经回流泵回流至前段，保证活性污泥的稳定运行。多余污泥排入污泥浓缩池，去除磷元素。经压滤机脱水后，过滤液回流至调节池，压缩后的泥饼外运处理。

在膜池内末端设置混合液回流泵，通过该泵将经过膜过滤截留下来的污泥和有机大分子物质回流，重新回到前端反应器中，使微生物不至于流失，保障反应器的处理效率，同时可防止膜处理区污泥过多产生污泥膨胀，影响处理效率。膜池剩余污泥排放至污泥浓缩池内，经浓缩后提升至污泥压滤间，采用剩余污泥压滤外运的方式，极大地缩小压滤污泥体积，达到剩余污泥的无害化处理目的。MBR设备使用过程中需要根据膜厂家要求，需要定期对膜进行反洗、在线药洗和离线药洗，通常采用自动反洗、自动在线药洗、手动离线药洗的方式。MBR处理技术，可阻隔反应池内的大分子有机物，无需安装二次沉淀池，可的使固液分离，提升污水处理效果。

MBR工艺出水质量好，膜过滤替代传统工艺中的二沉池和过滤系统，具有过滤精度高，出水浊度低，不会产生跑泥等优点。由于农村生活污水中碳氮比问题，去除总氮可能需要投加碳源，而总磷的去除需要排泥，或添加额外除磷设备，如电解除磷设备。但是MBR设备运行成本高，MBR膜使用寿命到期后，更换膜价格昂贵，运行中需要对膜进行反洗、在线药洗、离线药洗，运行较活性污泥法复杂，对运营人员的素质要求高。

结束语

在选择污水处理设备时，应因地制宜，选择科学、经济并且操作方便的处理设备。保证其设计满足污水处理要求，在运行中加强对设备的维护和保养工作，尽可能延长设备使用寿命，降低运营成本。总体来说，污水处理设备在研发、设计、选型等环节还缺乏科学的行业标准。因此，相关主管部门和工程研发单位要不断提升水平，优化和改进污水处理技术，不断提升一体化生活污处理设备的使用质量，完整促进生态环境治理水平。

参考文献：

[1]薛素勤.农村污水治理模式与一体化处理设备的研究应用[J].环境与发展,2020,32(08):66+68.