章明旭,黎大維
(成都市新都區(qū)水務局,成都 610599)
農(nóng)村污水治理是美麗鄉(xiāng)村建設的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐[1]。當前,國家高度重視農(nóng)村污水治理,出臺一系列政策法規(guī),不斷推進農(nóng)村環(huán)境整治。必須全面推進鄉(xiāng)村振興,加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化,統(tǒng)籌農(nóng)村改廁和生活污水、黑臭水體治理,因地制宜建設污水處理設施[2]。2021 年5 月,國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布《農(nóng)村生活污水處理設施運行效果評價技術(shù)要求》(GB/T 40201—2021),對農(nóng)村生活污水處理設施運行效果的評價方法作出規(guī)定[3]。未來,要不斷提升農(nóng)村生活污水治理效率,使得亂倒亂排得到管控,農(nóng)村人居環(huán)境顯著改善,生態(tài)宜居美麗鄉(xiāng)村建設取得新進步[4]。
農(nóng)村污水治理和城市很不一樣。農(nóng)村人口密度低,房屋不聚集,無法像城市那樣建設統(tǒng)一管網(wǎng)對污水進行集中處理;農(nóng)村資金短缺,污水處理要考慮農(nóng)村居民的實際收益和資金支付意愿;農(nóng)村污水處理設施薄弱,更缺乏運營和專項維護費用;農(nóng)村污水處理后要進行最大限度的利用,回用水可用于農(nóng)田灌溉。當前,農(nóng)村生活污水有很多處理方式,如穩(wěn)定塘、土壤滲濾、人工濕地和生物生態(tài)組合工藝。一體化污水處理設備具有價格便宜、操作簡單、效果明顯、運維費用低等優(yōu)勢,在農(nóng)村具有更好的適應性和應用性。因此,有必要研究一體化污水處理設施的建設與運維。
本項目位于四川省成都市新都區(qū),現(xiàn)污水處理站的污水處理能力為300 m3/d,運行穩(wěn)定,出水穩(wěn)定達到相關(guān)排放標準。目前,污水處理站溢流水規(guī)模達到800 m3/d,原污水處理設施無法滿足要求,因此要新增污水處理設施對溢流水進行處理。新增項目污水處理能力不小于500 t/d,水質(zhì)指標pH、COD、懸浮物(SS)、總氮(TN)、NH3-N、總磷(TP)、動植物油等要滿足《農(nóng)村生活污水處理設施水污染排放標準》(DB 51/2626—2019)的一級標準[5]。
項目周邊農(nóng)村污水的主要來源有廁所、廚房、養(yǎng)殖場等,有機物和COD 含量都非常高。目前,農(nóng)村生活污水處理項目多采用膜生物反應器(MBR)工藝[6]、AO+MBBR 工藝[7],可以確保出水達標排放。MBR 工藝與AO+MBBR 工藝的對比分析如表1 所示。
表1 AO+MBBR 工藝與MBR 工藝的對比分析
AO+MBBR 工藝在運行穩(wěn)定可靠性、電耗指標、經(jīng)營成本等方面具有明顯的優(yōu)勢,且在行業(yè)內(nèi)具有一定的前瞻性和優(yōu)越性,滿足業(yè)主的各類需求。因此,本工程方案設計推薦選用AO+MBBR 工藝。項目技術(shù)路線為:提升泵+一體化污水處理設備(缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池)+消毒系統(tǒng)+排放口+污泥脫水系統(tǒng)+加藥系統(tǒng)。工藝流程如圖1 所示。
圖1 AO+MBBR 工藝流程
AO+MBBR 工藝是一種生物膜法,它優(yōu)于傳統(tǒng)的固定式生物膜法[8]。該工藝使用一種比重和水接近的生物填料,該填料會隨水一起運動,因有效面積大,極易吸附生物生長,促進污水處理。在曝氣充氧時,氧氣的加入使得水體產(chǎn)生很多氣泡并流動起來,帶動生物填料上浮,填料與水得以充分混合,為細菌生長帶來足夠的氧氣,達到生物分解目的。AO+MBBR 工藝的關(guān)鍵是特制生物填料,它為生物膜法在污水處理中的應用奠定基礎。
本項目系統(tǒng)由調(diào)節(jié)池、缺氧池、MBBR 好氧池、二沉池和消毒設備等組成。經(jīng)集成,MBBR 一體化污水處理設備占地面積小,投資省,建設周期短,運行管理簡便,能耗低,運行費用低廉,處理效率高。采用AO+MBBR 工藝,可以提高污水處理效率,縮短水力停留時間,減小設備體積。
pH 測定采用雷磁PHBJ-261L 型水質(zhì)pH 檢測儀,COD 測定采用重鉻酸鉀法,SS 測定采用稱量法,TN測定采用微量凱氏定氮法,NH3-N 測定采用水楊酸分光光度法,TP 測定采用鉬酸銨分光光度法,動植物油測定采用紅外分光測油儀。
本項目設計進出水水質(zhì)如表2 所示,處理對象為農(nóng)村生活污水。設備運行穩(wěn)定后,對實際進水和出水分別進行測定,取平均值,污水處理結(jié)果如表3 所示。由此可見,出水水質(zhì)達到《農(nóng)村生活污水處理設施水污染排放標準》(DB 51/2626—2019)的一級標準。
表2 設計進出水水質(zhì)
表3 實際進出水水質(zhì)
表3數(shù)據(jù)顯示,進水COD濃度較大,達到316 mg/L,但是經(jīng)過處理后,其值降到38 mg/L,去除率為88%,由此可以看出,該一體化農(nóng)村污水處理項目效果非常理想;進水NH3-N 濃度為32 mg/L,但是經(jīng)過處理后,其值降到7 mg/L,去除率達到78%,去除效果也很明顯,隨著曝氣池內(nèi)硝化菌的增多,NH3-N 去除率會逐漸提高。
在后期運營中,項目可能出現(xiàn)進水水質(zhì)超標、出水水質(zhì)超標、進水量不足、進水量超負荷等問題。要堅持具體問題具體分析,有效處理各種問題。
進水水質(zhì)超標需要分情況分別對待,如果是短時的、突發(fā)的,一般不用處理,如果是長時間的、大幅度的,則需要更換污水處理設備,改進污水處理工藝。例如,對進水進行預處理,達到一定標準后再經(jīng)污水處理設備處理。出現(xiàn)進水水質(zhì)異常時,要盡快排查原因,能解決立即解決,同時向主管部門匯報,并做好水質(zhì)樣品的采集和留存。當進水水質(zhì)不合規(guī),但是沒有超出設計標準的15%時,應調(diào)整相關(guān)參數(shù)并做好記錄,確保水質(zhì)正常,同時向主管部門匯報;當進水水質(zhì)超過設計標準的15%時,除了調(diào)整設備運行參數(shù),還要改進工藝,確保出水水質(zhì)在可控范圍內(nèi),同時向主管部門匯報;當進水水質(zhì)明顯嚴重超過設計標準時,應立即向主管部門匯報,等待指示,同時將進水量關(guān)小,如1 h 后仍未好轉(zhuǎn),應關(guān)閉閥門,停止污水進入;當進水水質(zhì)超標特別嚴重時,應立即向主管部門報告,同時關(guān)閉閥門,停止進水。
出水水質(zhì)不達標的原因一般有3 種。一是進水水質(zhì)達不到設計標準,這種情況可參照小節(jié)3.1 措施進行處理;二是污水處理設備出現(xiàn)故障,若設備故障由機電系統(tǒng)引起,要及時解決,若不是,則要啟用備用設備,同時積極排查故障原因;三是污水處理工藝,這種情況需要定時采集水樣進行測試,根據(jù)進水水質(zhì)、沉淀池污泥濃度、曝氣池污泥濃度等數(shù)據(jù)選擇不同的處理方法,如增減污泥外回流量、調(diào)整送氧時間、曝氣量和污泥濃度等。
當進水量不足時,可利用提升泵房確保水泵正常運行,平穩(wěn)進水,同時避免水泵在低液位長時間運行。進水量達不到設計進水量的50%時,要根據(jù)實際進水情況關(guān)閉部分一體化污水處理設備,未進水設備要不定時曝氣,確保污泥活性,同時監(jiān)測溶解氧、pH 等生化指標,對工藝進行及時調(diào)整。
當進水量超過設計標準時,要及時清除柵渣,確保水量平穩(wěn)。提升泵房生產(chǎn)能力不應超過設計標準。在水量突增初期,要監(jiān)測溶解氧、pH 等生化指標,曝氣設備應開盡開,及時調(diào)整工藝。加大抽檢頻次,監(jiān)測總出水、二沉池出水以及生化池上清液等。隨著溶解氧、pH 等生化指標的穩(wěn)定,可以減少曝氣設備開啟臺數(shù)及頻率。
成都市新都區(qū)農(nóng)村污水處理項目能解決污水處理的技術(shù)難點,但是很多農(nóng)村污水治理項目不持續(xù),不重視建設與運維,污水治理成果沒有得到保持。為了構(gòu)建長效的農(nóng)村污水治理制度,必須因地制宜,堅持多措并舉。一是建立科學的運行維護方案。日常運行中,污水經(jīng)一級提升泵泵至一體化污水處理設備,使污水能穩(wěn)定處理,達標排放。污泥則進入污泥池,并定期采用吸泥車將污泥運至污泥處理單位進行脫水處理,污泥池上清液回流至調(diào)節(jié)池。二是建立完整的臺賬管理制度,如運營記錄臺賬、污泥記錄臺賬、在線監(jiān)測記錄臺賬、維修記錄臺賬等。三是建立完善的運營管理制度,如安全操作、維護保養(yǎng)、班次交接等,把責任壓實,提高運營效率。