陳向超

上海汀瀅環(huán)?？萍加邢薰?上海 201707

《上海市水污染防治行動計劃實施方案》提出到2030年，飲用水質(zhì)量持續(xù)提升，水環(huán)境質(zhì)量明顯改善，水生態(tài)系統(tǒng)功能全面恢復(fù)。分散式污水處理設(shè)施常用于城市郊區(qū)、農(nóng)村、臨時居住點等人員稀疏區(qū)生活污水的處理，對這些地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量提升起到了重要作用。但隨著水環(huán)境質(zhì)量要求的提高、處理設(shè)施使用年限的增加以及污水出水標(biāo)準的提高，部分設(shè)施出水水質(zhì)已不能滿足當(dāng)前要求，亟需開展分散式生活污水處理設(shè)施提標(biāo)改造工作。

本文以上海市某區(qū)為例，對其分散式生活污水處理設(shè)施現(xiàn)狀及超標(biāo)原因進行分析，并提出了提標(biāo)改造方式，可為類似設(shè)施管理及研究提供參考。

1 分散式生活污水處理設(shè)施應(yīng)用現(xiàn)狀

結(jié)合太湖流域水環(huán)境綜合治理、環(huán)保三年行動計劃、消除黑臭水體及消除劣V類水體等工作，上海市某區(qū)大力推進分散式生活污水處理設(shè)施建設(shè)，截止目前已有400余座設(shè)施投入使用。目前該地主要采用4種分散式生活污水處理工藝，分別為一體化膜法A2O（厭氧-缺氧-好氧法）、MBR（膜生物反應(yīng)器）、組合工藝（生物濾池—人工濕地）、土壤滲濾[1]。2007年起試點引入土壤滲濾和組合工藝（生物濾池-人工濕地），其中，土壤滲濾2010年已停用，組合工藝沿用至2017年。2012年引入一體化膜法A2O和MBR（膜生物反應(yīng)器），并沿用至今。

土壤滲濾工藝是將污水有控制地投配到經(jīng)一定改造、具有良好擴散性能的土壤及濾料中，污水中的污染物被濾料中的微生物吸收降解。該工藝處理成本最低，日常養(yǎng)護工作量較小，但存在占地面積大、出水水質(zhì)不穩(wěn)定、濾料更換難度大等問題。組合工藝由生物濾池及人工濕地組成，污水經(jīng)生物濾池凈化后，自流進入潛流濕地進行深度凈化。一體化膜法A2O工藝，通過缺氧池和好氧池內(nèi)中懸浮生物填料上的微生物凈化污水。MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝利用平板膜或中空纖維膜截留的活性污泥來降解污水中的氨氮及溶解性有機質(zhì)，通過投加的絮凝劑來去除總磷。該工藝出水水質(zhì)最好，但由于設(shè)備組成較復(fù)雜，運行維護成本較高。

2021年，以上海市《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準》（DB31/T1163-2019）作為評價標(biāo)準（見表1），對該地分散式生活污水處理設(shè)施出水水質(zhì)達標(biāo)情況進行分析[2]。監(jiān)測項目包括：pH值、化學(xué)需氧量（CODcr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮物、氨氮、總磷、總氮、陰離子表面活性劑（LAS）、動植物油（僅針對含鄉(xiāng)村旅游廢水的處理設(shè)施）、糞大腸菌群（僅針對飲用水源保護區(qū)內(nèi)的處理設(shè)施）。監(jiān)測結(jié)果顯示，超標(biāo)排放的分散式生活污水處理設(shè)施共19個，主要超標(biāo)因子為氨氮和總磷，氨氮最高濃度為48.81mg/L，總磷最高濃度為7.48mg/L。

表1 水污染物排放標(biāo)準限值

2 超標(biāo)原因分析

(1)工藝先天缺陷

土壤滲濾工藝使用石塊，黃沙作為生物填料，長時間的運行會造成填料吸附飽和，并且在填料縫隙間形成污泥淤積堵塞（圖1）。土壤滲濾工藝采用自然增氧，當(dāng)填料堵塞情況時，容易形成厭氧環(huán)境，造成出水發(fā)黑超標(biāo)，而更換及清洗濾料工程量較大。此外，滲濾工藝的布管構(gòu)造使運維中對管道的清洗存在一定難度，當(dāng)布水管堵塞時，容易造成出水發(fā)黑，水質(zhì)超標(biāo)。

圖1 土壤滲濾工藝填料堵塞發(fā)黑

分散式污水設(shè)施進水存在水量變化大、污染負荷較低等特點，水力停留時間波動范圍大，因此難以保證A2O工藝中懸浮填料的掛膜效果，會造成填料流失、微生物量不足、生化效果差、富集的磷釋放等問題。

(2)養(yǎng)護問題

組合工藝存在濾池布水不均勻、濕地內(nèi)管道堵塞、蚊蠅滋生、有異味等問題（圖2）。A2O工藝存在填料散漏、曝氣池及沉淀池污泥過多、管道堵塞等現(xiàn)象（圖3）。MBR工藝存在膜箱未定期清洗、加藥桶內(nèi)藥劑未及時補充及部分儀表損壞等問題。這些問題均由于設(shè)施養(yǎng)護不到位造成，由于分散式生活污水處理設(shè)施數(shù)量多、間隔較遠、養(yǎng)護人員經(jīng)驗不足、養(yǎng)護經(jīng)費投入不足等原因，容易造成設(shè)施養(yǎng)護頻率低，不能及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備故障。

圖2 組合工藝濾池布水不均勻

圖3 A2O工藝填料漏出

(3)水量變動影響

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)部分處理水量超過設(shè)計水量，可能是隨著經(jīng)濟發(fā)展，收水范圍內(nèi)人口數(shù)量增加，造成設(shè)施收水量超過設(shè)施處理能力。上海為平原河網(wǎng)地區(qū)，地下水位較高，一旦由于前期施工不規(guī)范、管網(wǎng)被碾壓、被樹根刺穿等原因破損，雨水或地下水極易進入排水管網(wǎng)，從而進入處理設(shè)備，使系統(tǒng)超負荷運轉(zhuǎn)，造成出水水質(zhì)降低。

3 提標(biāo)改造模式研究

3.1 對工藝進行技術(shù)升級改造

3.1.1 土壤滲濾工藝

由于土壤滲濾工藝出水超標(biāo)嚴重，改造難度大，且改造后仍難以達到最新出水標(biāo)準要求，因此建議對土壤滲濾工藝處理站進行拆除重建，根據(jù)站點特征改建為可達到出水水質(zhì)要求的A2O、MBR等其他工藝。

3.1.2 組合工藝

組合工藝可將原有集水池改造成復(fù)合厭氧池，通過增加彈性填料等方式，構(gòu)造出適合厭氧細菌生存的環(huán)境。復(fù)合厭氧池不僅利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化，甚至甲烷化，去除廢水中的有機物，提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。

組合工藝容易存在布水系統(tǒng)堵塞的問題，為提高濾池的處理效率，可對原布水系統(tǒng)進行更換，增加系統(tǒng)布水的均勻性，減少死角，強化污水與生物膜、空氣的接觸。

可將組合工藝原有中間池一分為二，建造磚砌隔墻，改造成接觸氧化池和中間池。經(jīng)過復(fù)合生物濾池處理過的污水流入到接觸氧化池內(nèi)，池內(nèi)的彈性填料上附著生物膜，底部設(shè)置曝氣頭，為微生物生長提供足夠的氧氣，強化硝化作用，在有限反應(yīng)時間下提高有機物與氨氮處理能力。

組合工藝中磷的去除主要通過人工濕地中的除磷填料對磷的吸附及化學(xué)沉淀作用等實現(xiàn)，要使系統(tǒng)出水總磷達到一級A標(biāo)準（TP＜1mg/L），可將濕地填料更換為改性凹凸棒、陶粒等除磷效果更好的填料。此外，在無預(yù)留用地的情況下，可通過加高原有濕地高度的方法，增加填料體積，提升處理效果，并解決好高程問題。

3.1.3 A2O工藝

可在A2O工藝基礎(chǔ)上增加MBR反應(yīng)池和加藥除磷池，增加脫氮除磷效果，提升出水水質(zhì)的效果及穩(wěn)定性。

3.2 加強養(yǎng)護投入

正常的運行維護是確保處理設(shè)施發(fā)揮最大效益的必要條件。首先，應(yīng)建立專職養(yǎng)護隊伍，定期請設(shè)備廠家對養(yǎng)護人員進行專業(yè)培訓(xùn)，提高養(yǎng)護人員專業(yè)水平。其次，建立完善的養(yǎng)護制度，通過制定養(yǎng)護手冊，操作規(guī)程和工作制度，引導(dǎo)養(yǎng)護人員做好污水收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)日常運行、定期養(yǎng)護、應(yīng)急維修和巡查檢查等工作。第三，加大養(yǎng)護投入，足額下?lián)莛B(yǎng)護經(jīng)費，督促養(yǎng)護企業(yè)及時更換受損設(shè)備，并配備專業(yè)管網(wǎng)探摸工具，加強排水管網(wǎng)的養(yǎng)護檢修，維持長效處理效果。第四，注重群眾參與。完善村規(guī)民約，引導(dǎo)、督促新建房屋污水接入，組織村民自覺管理院內(nèi)管網(wǎng)、化糞池，及時清理周邊環(huán)境衛(wèi)生[3]。

3.3 利用信息化手段，加強考核監(jiān)督

分散式生活污水處理設(shè)施存在面廣、量大、覆蓋范圍廣等特點，完全依靠人工巡檢、監(jiān)測，難以確保及時發(fā)現(xiàn)設(shè)施出現(xiàn)的問題，可結(jié)合信息化手段，提升養(yǎng)護及監(jiān)管效率。管理單位可牽頭建立信息化養(yǎng)護監(jiān)管平臺，實現(xiàn)管網(wǎng)位置、設(shè)施運行狀態(tài)、養(yǎng)護問題預(yù)警及解決狀態(tài)、養(yǎng)護人員行動軌跡等一張圖顯示。養(yǎng)護單位可在設(shè)施進出水池加裝水量計及水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對設(shè)備進出水水量及水質(zhì)進行實時監(jiān)測。也可在設(shè)施場地加裝遠程監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)出水冒溢等問題。此外，養(yǎng)護單位可利用管網(wǎng)上圖系統(tǒng)，將排水管網(wǎng)位置及走向顯示在地圖上，以幫助養(yǎng)護工人提高效率。

4 結(jié)論

由于工藝先天缺陷、養(yǎng)護不到位、收水范圍內(nèi)水量變動等因素影響，分散式生活污水處理設(shè)施出水水質(zhì)會存在超標(biāo)現(xiàn)象，建議從工藝升級改造、加強養(yǎng)護，利用信息化手段，加強考核監(jiān)督等方面，對分散式污水處理設(shè)施進行提標(biāo)改造。