论文部分内容阅读
严祥荣
四会市水利水电勘测设计院 广东四会 526200
摘要：随着城镇建设和乡镇企业迅速发展，人口不断集中，乡镇污水排放量也不断增加。因此，对农村污水进行处理具有必要性和迫切性。基于此，本文介绍了将SBR工艺应用于农村污水处理的工程概况、主要构建物及设备，并对运行效果及经济效益进行了分析，以期为农村污水处理设施的运行提供借鉴。
关键词：农村；污水处理工程；SBR工艺；经济效益
近年来，我国农村水资源污染越来越严重，水环境状况也日益恶化，大量富含氨氮、磷等离子的生活污水直接排放，造成越来越严重的环境污染问题。因此，农村迫切需要经济、高效、节能、技术先进可靠的污水处理工艺和技术。SBR工艺污水处理工艺具有投资省、占地小、建设周期短、操作简便、出水水质稳定，除磷、脱氮能力强等显著特点，不仅能使农村污水的排放符合新农村建设的要求，也能够改善农村居民生活环境，是所需的一种理想的处理工艺。本研究针对我省村镇生活污水的特点，本着经济有效和易于管理的角度出发，设计了 SBR 污水生物处理系统。
1 工程概况
1.1 设计水量、进出水水质
某农村位于广东中部，人口密度约为625人/㎞2，结合当地实际情况，取人均生活用水量为170L/d，每户人口3.5人。污水量按折污法进行计算，结合农村污水处理管网建设的完善度，生活污水量按给水量80%计，同时考虑15%的地下水入渗量，最终污水处理设施设计规模为80m3/d。设计进水水质COD≤300mg/L，BOD5≤150mg/L，ρ（SS）≤150mg/L，ρ（TN）≤40mg/L，ρ（NH3-N）≤35mg/L，ρ（TP）≤4.5mg/L，pH=6～9。出水要求达到城镇污水厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
1.2 工艺流程
本项目采用人工湿地对污水处理厂进行深度处理，工艺流程如图1所示，污水经管网收集后，排入一体化处理设施（设置在村周边，远离居住区）。首先经人工格栅井后进入调节池均化水质水量，然后提升进入厌氧池水解酸化，厌氧池出水进入SBR池曝气、沉淀，上清液经滗除后进入平流沉淀池，同时加药除磷，最后通过巴歇尔槽计量排放，同时投加二氧化氯氯片消毒。SBR池部分污泥回流至调节池，实现初步污泥减量化，同时降低部分BOD5。污泥池及SBR池污泥定期外运处理。
图1 处理设施工艺流程
2 主要构筑物及设备
整个处理设施规模较小，从噪声、空气质量和安全考虑，采用地埋式钢筋砼结构污水处理设施。同时出于施工可行性及经济性考虑，调节池、厌氧池、SBR池、沉淀池及污泥池采用一体化的设计方式，具体各单元尺寸如下：
1）格栅井：调节池前设置一道不锈钢人工格栅，用于截留较大的悬浮物和漂浮物，以减清后续处理构筑物的处理负荷，本次设计的人工格栅采用间距20mm的钢格栅。
2）调节池：本次设计的处理设施规模较小同时农村生活污水水质、水量变化较大，需设置调节池来平衡。调节池水力停留时间8h，净尺寸为4.9m×2.3m×5m。池内设2台潜污泵，1用1备，型号为WQ15-7-1。调节池旁设置超越管，当处理设施运行事故时污水直接排河。
3）厌氧池：厌氧池主要作用是污泥减量化及反硝化脱氮，也兼顾降解BOD5的作用。净尺寸为2.7m×2.2m×5m，超高0.5m。厌氧池通过大阻力配水系统配水，配水支管中垂线斜下45°开配水小孔，孔径5mm，间隔0.3m分布。池内安装组合填料，填料高度2.5m，浸没水深0.5m，填料下水深1.5m，方便检修时人员通过。内部设一台潜污泵，将池内污水回流至厌氧池配水进水总管，出水通过溢流孔进入SBR池。
4）SBR池：SBR池净尺寸为3.7m×2.7m×5m，超高0.5m，污泥层高度为0.8m，缓冲层高度1m。设计BOD5污泥负荷（以MLSS计）为0.3kg/kg。运行周期取8h，其中进水时间2h，反应时间3h，沉淀1h，排水1h，闲置1h。SBR池由射流曝气机将空气注入水中，在好氧微生物的降解作用下将水中有机物去除，同时去除氨氮，实现泥水分离。SBR池内安装射流曝气机2台，1用1备，型号15-BER2，曝气的同时起到搅拌混合的作用。SBR池污泥回流通过一台型号为QW25-8-22-1.1的污泥泵抽至调节池。
5）沉淀池：平流沉淀池设计沉淀表面负荷不大于0.8m3/（m2·h），净尺寸为5m×1m×5m，超高0.5m，沉淀区有效水深3.6m。SBR出水通过浮筒泵抽入沉淀池集水槽，同时通过加药管向槽内投加混凝剂，沉淀池进水采用三角堰配水，堰前0.5m设挡板，三角堰和挡板的组合在起到均匀配水作用的同时使得药剂充分混合。沉淀池设2个泥斗，泥斗深0.6m，上平面尺寸1m×1m，下平面尺寸0.3m×0.3m，由于泥量较少，通过手动控制排泥。
6）污泥池：污泥池净尺寸2.3m×1m×5m，超高0.5m。污泥池主要用于存储来自沉淀池的化学污泥，无需进行浓缩处理，依靠自身重力浓缩。每隔20天排一次泥，污泥通过槽罐车外运处理，污泥上清液定期采用泵抽至调节池处理。
7）巴氏计量槽：巴氏计量槽根据流量购买标准型成品，喉管b=51mm。污水处理后需消毒工艺才能排放至水体。本工程规模小，采用人工投加二氧化氯消毒片的方式进行消毒，氯片投加器安装在巴氏计量槽出水段。
3 运行及特点分析
3.1 自控及运行效果
整个污水处理设施运行周期为8h，即1d运行3个周期。调节池潜污泵一备一用，与SBR联动，池内潜污泵运行2h后暂停6h，再运行2h，往复循环。调节池潜污泵提升的同时厌氧池出水通过溢流孔排至SBR池，SBR池运行周期为8h，当调节池潜污泵运行2h停止，SBR射流曝气机立即运行3h，然后停止进入沉淀过程。沉淀1h后浮筒泵启动进行滗水，启动1h后停止，当SBR池到达最低水位时，浮筒泵强制停止。浮筒泵启动时加药泵也随之启动，停止时也随之停止。浮筒泵停止后SBR池闲置1h，进入下一个运行周期。整个系统的水泵启停通过浮球液位计控制。
目前该处理设施已投入运行，并且处理效果稳定，达到GB18918-2002一级B标准。COD、BOD5、SS、TN、NH3-N和TP去除率分别达到了92.0%、90.0%、91.7%、65.3%、83.7%和86.4%，具体环保部门监测结果见表1。
表1污水进出水水质及排放标准
3.2 特点分析
污水处理设施建设完成后维护管理至关重要，而农村地区又往往缺乏专业人才，处理设施的维护管理必须简单易行。该处理设施能较好的满足以上要求，操作人员只需定期控制污泥泵的开启以及消毒氯片的更换即可，无需复杂的专业知识，适宜在农村进行推广。
4 经济效益分析
作为污水处理方法，处理费用低廉是其经济效益的体现，一般的运行费用3～5元/t废水。由表2可知，该处理设施电费为41.05kWh/d，电价按0.56元/kWh，单位水量能耗费用为0.29元/m3，药剂费主要为投加的纯度30%的聚合铝铁（FPAC）和纯度8%二氧化氯消毒片，FPAC固体药剂稀释成3%的溶液，按3‰体积比投加，二氧化氯投加浓度为0.5mg/L，药剂费合计0.25元/m3。人工费按1人计，主要负责污泥泵的开启以及氯片的更换，每月工资按1700元计，处理成本为0.95元/m3。
表2 工艺设备能耗表
5 结论
总之，处理工艺的确定是污水处理工程设计的关键，SBR工艺具有工艺流程简单、运转灵活、基建费用低、对水质水量变化的适应性强等特点，运用于农村污水处理是十分可行的，也是目前值得深入研究的一项污水生物处理新技术。因此，我们应加大对该处理工艺的宣传力度，以便达到最佳的污水处理效果，促进农村经济建设，提高农村生活质量，实现人与自然和谐发展。
参考文献：
[1]马方曙.模拟光伏曝气SBR处理农村生活污水的研究[D].北京科技大学.2015
[2]刘兴奎；韩小琴.SBR污水处理工艺设计与应用[J].甘肃科技.2014（18）
四会市水利水电勘测设计院 广东四会 526200
摘要：随着城镇建设和乡镇企业迅速发展，人口不断集中，乡镇污水排放量也不断增加。因此，对农村污水进行处理具有必要性和迫切性。基于此，本文介绍了将SBR工艺应用于农村污水处理的工程概况、主要构建物及设备，并对运行效果及经济效益进行了分析，以期为农村污水处理设施的运行提供借鉴。
关键词：农村；污水处理工程；SBR工艺；经济效益
近年来，我国农村水资源污染越来越严重，水环境状况也日益恶化，大量富含氨氮、磷等离子的生活污水直接排放，造成越来越严重的环境污染问题。因此，农村迫切需要经济、高效、节能、技术先进可靠的污水处理工艺和技术。SBR工艺污水处理工艺具有投资省、占地小、建设周期短、操作简便、出水水质稳定，除磷、脱氮能力强等显著特点，不仅能使农村污水的排放符合新农村建设的要求，也能够改善农村居民生活环境，是所需的一种理想的处理工艺。本研究针对我省村镇生活污水的特点，本着经济有效和易于管理的角度出发，设计了 SBR 污水生物处理系统。
1 工程概况
1.1 设计水量、进出水水质
某农村位于广东中部，人口密度约为625人/㎞2，结合当地实际情况，取人均生活用水量为170L/d，每户人口3.5人。污水量按折污法进行计算，结合农村污水处理管网建设的完善度，生活污水量按给水量80%计，同时考虑15%的地下水入渗量，最终污水处理设施设计规模为80m3/d。设计进水水质COD≤300mg/L，BOD5≤150mg/L，ρ（SS）≤150mg/L，ρ（TN）≤40mg/L，ρ（NH3-N）≤35mg/L，ρ（TP）≤4.5mg/L，pH=6～9。出水要求达到城镇污水厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。
1.2 工艺流程
本项目采用人工湿地对污水处理厂进行深度处理，工艺流程如图1所示，污水经管网收集后，排入一体化处理设施（设置在村周边，远离居住区）。首先经人工格栅井后进入调节池均化水质水量，然后提升进入厌氧池水解酸化，厌氧池出水进入SBR池曝气、沉淀，上清液经滗除后进入平流沉淀池，同时加药除磷，最后通过巴歇尔槽计量排放，同时投加二氧化氯氯片消毒。SBR池部分污泥回流至调节池，实现初步污泥减量化，同时降低部分BOD5。污泥池及SBR池污泥定期外运处理。
图1 处理设施工艺流程
2 主要构筑物及设备
整个处理设施规模较小，从噪声、空气质量和安全考虑，采用地埋式钢筋砼结构污水处理设施。同时出于施工可行性及经济性考虑，调节池、厌氧池、SBR池、沉淀池及污泥池采用一体化的设计方式，具体各单元尺寸如下：
1）格栅井：调节池前设置一道不锈钢人工格栅，用于截留较大的悬浮物和漂浮物，以减清后续处理构筑物的处理负荷，本次设计的人工格栅采用间距20mm的钢格栅。
2）调节池：本次设计的处理设施规模较小同时农村生活污水水质、水量变化较大，需设置调节池来平衡。调节池水力停留时间8h，净尺寸为4.9m×2.3m×5m。池内设2台潜污泵，1用1备，型号为WQ15-7-1。调节池旁设置超越管，当处理设施运行事故时污水直接排河。
3）厌氧池：厌氧池主要作用是污泥减量化及反硝化脱氮，也兼顾降解BOD5的作用。净尺寸为2.7m×2.2m×5m，超高0.5m。厌氧池通过大阻力配水系统配水，配水支管中垂线斜下45°开配水小孔，孔径5mm，间隔0.3m分布。池内安装组合填料，填料高度2.5m，浸没水深0.5m，填料下水深1.5m，方便检修时人员通过。内部设一台潜污泵，将池内污水回流至厌氧池配水进水总管，出水通过溢流孔进入SBR池。
4）SBR池：SBR池净尺寸为3.7m×2.7m×5m，超高0.5m，污泥层高度为0.8m，缓冲层高度1m。设计BOD5污泥负荷（以MLSS计）为0.3kg/kg。运行周期取8h，其中进水时间2h，反应时间3h，沉淀1h，排水1h，闲置1h。SBR池由射流曝气机将空气注入水中，在好氧微生物的降解作用下将水中有机物去除，同时去除氨氮，实现泥水分离。SBR池内安装射流曝气机2台，1用1备，型号15-BER2，曝气的同时起到搅拌混合的作用。SBR池污泥回流通过一台型号为QW25-8-22-1.1的污泥泵抽至调节池。
5）沉淀池：平流沉淀池设计沉淀表面负荷不大于0.8m3/（m2·h），净尺寸为5m×1m×5m，超高0.5m，沉淀区有效水深3.6m。SBR出水通过浮筒泵抽入沉淀池集水槽，同时通过加药管向槽内投加混凝剂，沉淀池进水采用三角堰配水，堰前0.5m设挡板，三角堰和挡板的组合在起到均匀配水作用的同时使得药剂充分混合。沉淀池设2个泥斗，泥斗深0.6m，上平面尺寸1m×1m，下平面尺寸0.3m×0.3m，由于泥量较少，通过手动控制排泥。
6）污泥池：污泥池净尺寸2.3m×1m×5m，超高0.5m。污泥池主要用于存储来自沉淀池的化学污泥，无需进行浓缩处理，依靠自身重力浓缩。每隔20天排一次泥，污泥通过槽罐车外运处理，污泥上清液定期采用泵抽至调节池处理。
7）巴氏计量槽：巴氏计量槽根据流量购买标准型成品，喉管b=51mm。污水处理后需消毒工艺才能排放至水体。本工程规模小，采用人工投加二氧化氯消毒片的方式进行消毒，氯片投加器安装在巴氏计量槽出水段。
3 运行及特点分析
3.1 自控及运行效果
整个污水处理设施运行周期为8h，即1d运行3个周期。调节池潜污泵一备一用，与SBR联动，池内潜污泵运行2h后暂停6h，再运行2h，往复循环。调节池潜污泵提升的同时厌氧池出水通过溢流孔排至SBR池，SBR池运行周期为8h，当调节池潜污泵运行2h停止，SBR射流曝气机立即运行3h，然后停止进入沉淀过程。沉淀1h后浮筒泵启动进行滗水，启动1h后停止，当SBR池到达最低水位时，浮筒泵强制停止。浮筒泵启动时加药泵也随之启动，停止时也随之停止。浮筒泵停止后SBR池闲置1h，进入下一个运行周期。整个系统的水泵启停通过浮球液位计控制。
目前该处理设施已投入运行，并且处理效果稳定，达到GB18918-2002一级B标准。COD、BOD5、SS、TN、NH3-N和TP去除率分别达到了92.0%、90.0%、91.7%、65.3%、83.7%和86.4%，具体环保部门监测结果见表1。
表1污水进出水水质及排放标准
3.2 特点分析
污水处理设施建设完成后维护管理至关重要，而农村地区又往往缺乏专业人才，处理设施的维护管理必须简单易行。该处理设施能较好的满足以上要求，操作人员只需定期控制污泥泵的开启以及消毒氯片的更换即可，无需复杂的专业知识，适宜在农村进行推广。
4 经济效益分析
作为污水处理方法，处理费用低廉是其经济效益的体现，一般的运行费用3～5元/t废水。由表2可知，该处理设施电费为41.05kWh/d，电价按0.56元/kWh，单位水量能耗费用为0.29元/m3，药剂费主要为投加的纯度30%的聚合铝铁（FPAC）和纯度8%二氧化氯消毒片，FPAC固体药剂稀释成3%的溶液，按3‰体积比投加，二氧化氯投加浓度为0.5mg/L，药剂费合计0.25元/m3。人工费按1人计，主要负责污泥泵的开启以及氯片的更换，每月工资按1700元计，处理成本为0.95元/m3。
表2 工艺设备能耗表
5 结论
总之，处理工艺的确定是污水处理工程设计的关键，SBR工艺具有工艺流程简单、运转灵活、基建费用低、对水质水量变化的适应性强等特点，运用于农村污水处理是十分可行的，也是目前值得深入研究的一项污水生物处理新技术。因此，我们应加大对该处理工艺的宣传力度，以便达到最佳的污水处理效果，促进农村经济建设，提高农村生活质量，实现人与自然和谐发展。
参考文献：
[1]马方曙.模拟光伏曝气SBR处理农村生活污水的研究[D].北京科技大学.2015
[2]刘兴奎；韩小琴.SBR污水处理工艺设计与应用[J].甘肃科技.2014（18）