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农村污水处理A2/O+人工湿地工艺

更新时间:2021-08-31

简要描述:

农村污水处理A2/O+人工湿地工艺
近年来,随着农村地区经济快速发展和生活现代化步伐的加快,农村水环境污染问题日益凸显

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农村污水处理A2/O+人工湿地工艺农村污水处理A2/O+人工湿地工艺


近年来,随着农村地区经济快速发展和生活现代化步伐的加快,农村水环境污染问题日益凸显。我国农村生活污水与城市污水存在很大差异,其来源复杂,包括农村居民的生活污水,还有部分畜禽养殖、水产养殖和家庭作坊农产品加工等所产生的废水。农村污水具有分散性,日变化系数大,COD、氮、磷等营养物质及病菌含量较高,重金属和毒害物质含量低等特点,污水可生化性较强。目前,农村污水处理的方式可以分为集中式处理和分散式处理,所用技术通常采用生物处理法,包括人工湿地、稳定塘和一体化成套设备。它们的运行机理和优缺点比较如表1。

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  人工湿地对污水中有机物有较好的祛除效果,COD、BOD去除率分别可达80%、85%~95%,而总氮去除率较低,一般在40%~55%,总磷去除率为80%~85%。稳定塘对高浓度生活污水具有很好的处理效果,对CODCr、NH3-N、TN和TP均体现了较高的去除水平,去除率可分别达到55%、70%、80%和75%以上。一体化处理设备处理后出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的一级A标准。

  文章结合安徽省某村的污水处理的现状,提出与其相适应的农村污水的处理模式,以期为其他地区农村生活污水处理提供参考。

  1、案例分析

  1.1 工程概况

  项目所在村属于典型的丘陵地区,当地常住人口约1650人,村内给水系统完备,家庭卫生和用水设备比较齐全,但是,没有完善的排污系统,污水随处乱排,依据《安徽省农村生活污水适用技术规范》,预测该村产生污水量约165m3/d。该村污水组成主要是洗浴污水、粪便污水、餐厨污水等,无大型餐饮和大规模的畜禽养殖污水。本次工程建设目标是设计污水收集率为90%,污水处理要求出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准,设计进出水指标见表2。

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  1.2 处理重难点

  (1)该村生活污水的来源复杂,包括厨房污水、生活洗涤污水、厕所污水,还有少量的畜含养殖、水产养殖和家庭作坊农产品加工等所产生的污水。水质中氮、磷等营养物质和有机物含量较高。

  (2)村庄目前没有统一的排水系统,无排水专项规划,且排水体制为雨污合流制,使污水的收集率不高,雨季水质波动较大。另外,农村污水排放与居民生活方式和作息时间息息相关,表现为从早上到晚上呈上升趋势,夜间排放量则持续下降,日变化系数较大。

  (3)村庄地形复杂,高差起伏较大,村庄内道路狭窄,多为巷道,石板阶梯,道路宽1~4m左右,甚至部分道路仍未硬化。同时,村庄建设缺乏前期的规划,村庄内部建筑密集,用地紧张,导致新建建筑无序发展,污水管道敷设较为困难。

  (4)村庄大部分住户厕所依然是旱厕,少量化粪池为透底化粪池,粪便污染严重。

  1.3 设计方案

  (1)污水户收集。

  为最大限度地收集污水,每户设置1.5m3三格化粪池一座,其结构形式采用塑料化粪池,全村共设置化粪池390座。入户管平均25m/户,入户管总长度为9900m。

  (2)户外管网收集。

  本工程范围有一定的地势高差,依据地形高差该村分为四片,村北村委会片、村中北片、村中南片、村南片,村北面地势为南高北低,村中部分南北两片,地势为东高西低,村南片地势为北高南低。鉴以此,污水收集系统采用重力流方式,管网布置如图1。在村北村委会zui低点处设置污水终端处理站一座,接纳村北村委会片、村中北片、村中南片、村南片区域污水。

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  管道铺设设置在距离化粪池近的位置,沿着屋后线性布置,在雨、污合流制的管道出口处设置截流井,在地势高差较大处需要设置跌水井。本次工程共设置跌水井8座,污水提升井3座。污水收集管道采用DN200的HDPE加筋波纹管,管道铺设总长度为3104m,污水提升管道采用PE管,管径为DE50,总长为294m。管网铺设完成后该村污水收集率达到90%以上。

  (3)污水处理工艺。

  该村污水量约为165m3/d,污水收集率为90%,污水收集量为148.5m3/d,污水设计处理规模取150m3/d。

  分析该村生活污水进水水质指标发现BOD5/COD>0.3,说明该污水的可生化性较好,并且污水中氮、磷含量高,为了有效地脱氮除磷,本工程选择A2/O工艺,鉴于该村空闲土地较少,终端污水处理站设计采用的是一体化污水处理设备。从设计水质中可以看出,该村进水BOD5/TN比值接近3,碳源略显不足,存在生物脱氮效果不理想的风险,因此,本工程增设人工湿地,对出水进行深度净化。具体的工艺流程如图2。

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  (1)沉砂调节池1座。

  主要功能:格栅渠、沉砂池与调节池合建,格栅渠中设置粗格栅和细格栅,下部设置坡度,沉淀来水中比重较大的悬浮物。调节池用于暂存水量,起均匀水质的作用,并为后续工段持续供水。

  设计参数:粗格栅栅条间隙为10mm,细格栅为5mm,有效水深h=2.5m,有效池容V=64m3,有效停留时间t=10h。

  (2)一体化设备1座。

  主要功能:将厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池合建于一个罐体内,通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合,达到有效去除有机物,发挥脱氮、除磷的功能。

  设计参数:污水处理量Q=150m3/d,尺寸16.0×2.7×3.0m,功率为P=4.5kW,鼓风机风压P=3×104Pa。

  (3)人工湿地1座。

  主要功能:人工湿地使用陶粒填料过滤水质,表面种植石菖蒲、美人蕉、梭鱼草等挺水植物,通过植物的根系作用吸附水中的污染物,达到更好的脱氮、除磷效果。

  设计参数:选用垂直潜流人工湿地,水力负荷取0.8m3/(m2?d)。湿地尺寸是13400×7000×1200mm,共设2组,布水管间距L=300mm,直径d=30mm,陶粒铺厚700mm。

  (4)污泥处理处置1座。

  主要功能:沉砂池和干化池各1座,定期接受沉砂调节池和一体化设备中的剩余污泥进行脱水处理处置。池内装有卵石和煤渣滤料垫层,滤液排入调节池,滤渣定期清理。

  设计参数:污泥池尺寸是2600×1800×2500mm,干化池尺寸2600×1800×2350mm,排泥周期为3个月,结构是钢筋混凝土。

  1.4 运行指标

  该工程建成后,经过一段时间的试运行,污水处理效果比较稳定,出水水质良好,优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准。其检测结果如表3。

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  2、结语

  鉴于农村生活污水的特性,其治理方式应因地制宜,综合考虑当地的地形地貌、水温和气候条件以及经济发展水平等因素。农村生活污水的收集系统统筹采用重力流和真空收集。本次工程由于地形地势高差较大,因此,管网设置采用重力流。依据该村污水水质的成分组成,选择A2/O+人工湿地组合工艺,能很好地适应农村污水排放水质水量波动,确保高效的去除水中的有机物和氮、磷等营养物质。工程建成后至今污水处理效果稳定,各项出水指标均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准。此村的处理模式对其他农村生活污水处理推广应用具有借鉴作用。


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