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由于大多农村尚无完善的排水系统，污水沿道路边沟或路面直接排至附近水体，造成地表和地下水体的严重污染，加重了受纳水体富营养化，直接威胁着周围居民的饮用水安全［1，2］。所以，对农村生活污水的治理迫在眉睫。但由于农村资金有限，技术水平相对落后，且缺乏专业的管理人员，在选择农村生活污水处理工艺时，不宜采用规模化城镇污水处理模式［3，4］。因此，研究开发GX率、低成本、易管理和易操作的农村生活污水处理技术尤为必要［5］。

厌氧-好氧组合工艺以厌氧处理工艺为预处理措施，不仅可以降解污水中大部分有机物，降低运行成本，而且可以极大地降低好氧进水有机负荷及SS浓度，缩短好氧工艺的水力停留时间，提高出水水质［6，7］。因此，笔者研究了3 种组合工艺对农村生活污水的处理效果，并对其处理效果进行了比较分析。

1 实验部分

1．1 实验用水

以邯郸市某城中村的生活污水为实验用水，水质如下:温度为10～29℃; COD 为31～1 926 mg/L，平均为483 mg/L; TN 为5．4～51．7 mg/L，平均为28．4 mg/L; TP 为0．7～4．4 mg/L，平均为2．0 mg/L; NH4+-N为4．0～52．5 mg/L，平均为28．4 mg/L。

1．2 实验装置

实验工艺流程如图1 所示。

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复合厌氧反应器-水平潜流人工湿地( HAR-HSFCW):HAR 材质为UPVC 管，内径为400 mm，反应器上部填充400～500 mm塑料填料; 水平潜流湿地为混凝土结构，尺寸为2．0 m×2．0 m×1．1 m，进水区和出水区铺设粒径为60～100 mm的砾石，厚度为750 mm; 处理区底层为粒径30～40 mm的砾石和钢渣，填充比例为1∶1，厚度为750 mm; 中层为粒径20～30 mm的砾石，厚度为250 mm; 上层选用自然土壤和细沙，填充比例为1∶1，厚度为200 mm，栽种植物为蒲草。

厌氧折流板反应器-垂直潜流人工湿地( ABRVSFCW):ABR 由硬质塑料板制成，尺寸为0．8 m×0．8 m× 0．9 m; 垂直潜流人工湿地为混凝土结构，尺寸为2．0 m×2．0 m×1．1 m，底部填充粒径为30～40 mm的碎石，厚度为30 cm; 中部填充粒径为10～20 mm的碎石与粉煤灰，填充比例为10∶1，厚度为30 cm; 上部为自然土壤，厚度为20 cm，栽种植物为芦苇。

膨胀颗粒污泥床-人工快速渗滤系统( EGSBCRI):EGSB 为有机玻璃柱，直径为0．2 m，高度为2m。CRI 由PVC 管材制作，内径为0．4 m，高为2 m。

承托层为30～40 mm的砾石，厚度为200 mm; 渗滤层共分为4 层，由下往上依次为粒径3～10 mm的陶粒、1～4 mm的沸石、0．5～1．2 mm的河砂以及100 目的石英砂，填充厚度均为300 mm。CRI 系统在12 h 淹水，干湿比为3∶1 的条件下运行。

1．3 监测项目与分析方法

COD:重铬酸钾法［8］; TN:过硫酸钾消解-紫外分光光度法［8］; TP:过硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法［8］; NH4+-N:纳氏试剂分光光度法［8］。

2 结果与讨论

2012 年6 月—2012 年10 月，考察了3 种组合工艺在不同HRT 下对污染物的去除效果。每个水力停留时间下连续运行20 d，取多次进、出水的平均值作为实验结果。

2．1 对COD 的去除效果

3 种组合工艺对COD 的去除效果如图2 所示。由图2 可知，当进水COD 为325．3～386．5 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 的出水COD 分别为:39．50～153．4、50．90～145．8 和39．20～92．50 mg/L，相应去除率分别为60．0%～88．9%、62．9%～86．2%和74．7%～91．6%，且3 种组合工艺对COD 的去除主要是靠厌氧反应器来完成的。

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由图2 还可以看出，HAR-HSFCW 和EGSB-CRI在HRT 大于16 h 时，随着HRT 的减小，COD 的去除率呈上升趋势，但当HRT 小于16 h 时，减小HRT，COD 去除率却呈下降趋势，这主要是因为HRT 较长时，厌氧反应器中上升流速较小，污水与颗粒污泥接触不充分，有机物不能被充分降解所致; 但当HRT 过短时，反应器中上升流速较大，污泥流失增加，反而使COD 去除率下降。由于EGSB 中三相分离器有效阻止了颗粒污泥流失，因此EGSB-CRI对COD 的去除效果略高于HAR-HSFCW。

随着HRT 的逐渐缩短，ABR-VSFCW 对COD 的去除率呈下降趋势，这主要是因为ABR 为分隔结构，当HRT 缩短时，隔室中污水上升流速较大，污泥流失加大，导致COD 去除率下降。

2．2 对氮的去除效果

2．2．1 对NH4+-N的去除效果

组合工艺对NH4+-N的去除效果见图3。

由图3 可以看出，3种组合工艺对NH4+-N的去除率分别为60．9%～76．1%、12%～42%和11．1%～ 31．9%，EGSB-CRI 对NH4+-N的去除效果，ABR-VSFCW 次之，HAR-HSFCW 较差，且好氧段对NH4+-N的去除起主导作用。

EGSB-CRI 对NH +4 -N 的去除率较高是因为CRI系统为干湿交替运行，在落干期复氧，提高了好氧微生物活性，硝化能力增强所致［9］。由于垂直流人工湿地为落空运行，污水从湿地表面纵向进入湿地，充氧效率提高，硝化能力较强［10，11］，造成ABR-VSFCW对NH +4 -N 的去除效果略优于HAR-HSFCW。

2．2．2 对TN 的去除效果

3 种组合工艺对TN 的去除效果如图4 所示。从图4 中可以看出，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 对TN 的去除效果无明显差异，去除率分别为23．9%～46．4%、25%～42% 和26%～45．2%。

3 种组合工艺中氮的去除主要包括基质的吸附和过滤作用、植物和微生物的吸收作用以及微生物的硝化、反硝化作用。其中，微生物的硝化、反硝化作用是脱氮的主要途径［12-14］。一方面，由于VSFCW和HSFCW 大环境处于缺氧和厌氧状态［15］，YZ了硝化细菌的生长繁殖和硝化反应。另一方面，VSFCW、HSFCW、CRI 中进水COD 浓度较低，碳源不足，也YZ了反硝化作用，造成3 种组合工艺整体脱氮效率较低。

2．3 对TP 的去除效果

组合工艺对TP 的去除效果见图5。3 种组合工艺对TP 的去除效果如图5 所示。由图5 看出，在进水TP 为2．90～3．89 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HS-FCW 和EGSB-CRI 出水TP 分别为:1．61～2．92、0．54～0．82 和0．46～0．93 mg/L，去除率分别为24．7%～44．6%、78．8%～82．6% 和76%～84．7%。可见，HAR-HSFCW、EGSB-CRI 对TP 的去除效果均明显优于ABR-VSFCW，且好氧工艺对TP的去除起主导作用。

由于水平潜流湿地为满水位运行，进水与填料接触充分，造成HSFCW 除磷效果优于VSFCW。CRI系统中陶粒、沸石可与磷反应形成沉淀或通过化学吸附留在填料中，从而使磷得到有效去除。

3 结论

(1) 3 种组合工艺对COD 均有较高的去除效果，去除率为60．0%～91．6%。EGSB-CRI 对COD的去除率略高于ABR-VSFCW、HAR-HSFCW。

(2 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI对NH4+-N的去除率分别为12．0%～42．0%、11．1%～31．9% 和60．9%～76．1%。EGSB-CRI 对NH4+-N的去除效果明显高于ABR-VSFCW、HARHSFCW，这主要是由CRI 系统充氧效率较高，硝化能力强所致。3 种组合工艺对TN 的去除效果不理想，去除率为23．9%～46．4%。

(3 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI对TP 的去除率分别为24．7%～44．6%、78．8%～82．6%和76%～84．7%。EGSB-CRI、HAR-HSFCW对TP 的去除率显著高于ABR-VSFCW。ABR-VSFCW对TP 去除率较低，这主要是由于垂直流人工湿地为落空运行，污水与填料接触不充分造成的。

(4) 如果以去除SS 和有机物为目的，3 种组合工艺均有较好的处理效果; 而如果以营养盐的去除和水质的根本改善为目的，EGSB-CRI 去除效果显著。

工艺流程及工艺优点

工艺流程            地埋式一体化生活污水处理设备是以A/O生化工艺为主，集生物降解污水沉降、氧化消毒等工艺于一体的生活污水处理装置。本装置采用生化法原理处理生活污水。利用污水中自有的微生物菌，经过一定培养使之迅速繁殖成为具有一定活性的好氧菌，好氧菌通过吸附污水中的有机物及空气和水中的氧，进行生物氧化、分解，一部分生成二氧化碳、水和无机物，另一部分则生成新的具有一定活性的生物膜，继续进行降解污水中的污染物。污水经过格栅依次进入A池和O池。在O池内。好氧菌附着在填料表面上生长，并形成生物膜，在充氧的条件下，污水以一定的流速流过填料与生物膜接触，使污水中的有机物得到降解，同时生物膜中的好氧菌得到进一步繁殖，经过好氧处理后的污水进入沉淀池进行沉淀，澄清水经过消毒，将达标的处理水排至蓄水池。

此装置共有七部份组成：⑴初沉池；⑵A级生化池；⑶O级生化池；⑷二沉池；⑸消毒池、消毒装置；⑹污泥池；⑺风机房组成。

A/O工艺优点     

1.节省能源消耗：生物硝化、脱销所需的氧量，主要包括消化过程、内源呼吸和降解有机物时的需氧量。A/O工艺在脱销的同时降解有机物，使需氧量大大减少，是节能型的生物处理系统。  2.污泥沉降性能好：为了维护较高的消化率，反应停留时间笔普通活性污泥法长，会发生微生物内源呼吸，污泥增长率低，剩余污泥量少，消化过程高，沉降性能好。  3.节省水处理药剂：在A/O工艺中，脱销过程脱除1mg/l的NO3-N可产程3.75mg/l的碱度，硝化过程硝化1mg/l的NH4-N需消耗7.141mg/l的碱度，整个系统的碱度可以互相弥补，不必加碱中和，苑污水中的有机物作为脱销时的氢供给体，不用外加碳源。  4.缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。  5. A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。

地埋式一体化污水处理设备工业性使用效果     1占地面积小：设备采用一体化设计，将工艺过程简化到一池，仅为传统处理方法占地面积的1/4-1/5。     2.安装简便：完全地埋安装，配套管网少，设备上面的地表可作为绿化或其他用地，不需建房及采暖、保温。     3.运行费用低：采用智能一体化成熟工艺、GX的水泵和风机。运行费用仅为电机能耗，水处理成本低。  4.建设投资少：该一体化生活污水处理专用设备工艺成熟、可靠，流程简单，配套设施少。  5.整个设备处理系统配有自动电器控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时不需要专人管理，只需要适时的对设备进行维护和保养。  6.出水水质好：出水清澈透明，能达到国家《生活污水综合排放标准》GB8978-1996中的一级要求。

原理

此装置一般埋设于地表之下，运用二次生物接触氧化处理工艺，它处理的效果超越全混合生物氧化池，对水质的适应性强度高，保证了水处理的稳定性。该设备在池中采用了新型弹性立体填料，对污水中的有机物质具有去除的功能。该设备通过氧化处理之后，产生的污泥量较少，仅需90天排放一次即可。为了避免放生病菌滋生、传播的现象发生，必须对水质进行深度消毒处理。目前应用zui多的消毒工艺有：紫外线消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。医院需根据污水水质特点及排放量进行选择。

 设备特点

1、该设备埋于地下地表面积可以作为绿化用地，为医院节省占地面积。

2、污水一体化设备采用耐腐蚀、抗氧化材质制成，使用寿命长，为医院节省运行费用。

3、通过生物接触氧化池结合层层过滤、消毒装置，污水处理效果佳，解决病菌传播困扰。

4、此设备脱臭效果好、产生的污泥量小，不会给环境造成其他污染危害。

5、全自动控制系统，安装损坏报警系统，无需人工看管，节省劳动力投入。

一、设备特点

1、采用先进的水解——接触氧化处理工艺。

2、有机污染物去除率高，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定。

3、污泥产量少，设备内部有污泥回流系统和污泥消化系统，无需另设污泥处理设备。

4、同时兼有脱氮除磷的效果。

5、主要处理设备为埋地组合式，可根据用户提供的场地面积和现状进行拼装组合，占地少、便于绿化。

6、选用低噪音节能型鼓风机，动力消耗低，供气量较易控制。脱落的生物膜沉淀性较好。

7、一次投资少，运行费用低。

8、施工简单，安装容易，管理方便。

9、一般不承受过车荷载。

10、多个单元并联组合后可组成较大规模的污水处理场。

二、进出水水质和处理规模

进水  COD 400-500mg/l  BOD5 200-300 mg/l  SS 150mg/l 

      PH 6-9  色度超标   

出水  达到国家一级污水排放标准

处理规模为2m3/h、

三，工艺流程

1. 污水处理：

地埋式一体化污水处理设备

污水→ 泵 →AO接触氧化池 →二沉淀池→ 清水池→出水

地埋式一体化污水处理设备

2.污泥处理：

地埋式一体化污水处理设备

二沉淀池污泥 →  污泥池→污泥外运

四：流程说明

污水首先由格栅拦截大颗粒杂质，进入到水解调节池进行水质、水量均衡作用，WSZ-A系列调节时间为6小时。再以污水泵提升至三级接触氧化池内进行生化处理；

 A级生物池：WSZ-AO系列A级生物池为推流式接触氧化池，污水在池内的停留时间为2.7小时，填料为弹性立体填料，填料比表面积为200m2/m3。

O级生物池：WSZ-AO系列O级生物池为推动式生物接触氧化池，污水在池内的停留时间为3.0小时，填料为弹性立体填料，填料比表面积为200m2/m3。

二沉池：WSZ-AO系列二沉池为竖流式沉淀，表面负荷为1.0m3/m2·hr，沉淀时间为2.1小时。

污泥池：WSZ-AO系列污泥池容积能储存30天污泥，然后可用吸粪车从污泥池的人孔伸入污泥池底部进行抽吸后外运即可。

产品用途

宾馆、疗养院、医院、学校、住宅小区、别墅小区等生活污水的处理。

水产加工场、牲畜加工厂、鲜奶加工厂等生产废水的处理。

设备安装、调试与维护

安装：本设备由二组池子组成。一组为钢筋混凝土结构池体，另一组为钢结构池体。钢筋混凝土池体埋入地下，钢结构池体可埋入地坪以下也可以安装在地坪上。钢筋混凝土池体及钢结构池体基础的土建设设计图由我公司提供，要求四周挖掘宽度须比设备平面尺寸大600mm以上。

    根据安装图，用吊车将钢结构池体吊入。就位安装时须在我公司技术人员指导下进行，不能将箱体位置、方向放错，然后由我公司负责池子之间的管道连接。

    安装完毕后须把设备存满水，试验各管路接口不渗漏，方可用土填入设备四周与间隙中，并平整地面。把电控柜控制线与设备接通，电控柜与电源接通。接线时注意风机、水泵的转向。

设备安装后须保证下雨地面不积水，钢结构池体的上方不得压有重物。设备一般不抽空内部污水，设备与基础用抗浮绑带连接，以防地下水把设备浮起。

   调试：调试工作由我公司负责，为了加快调试进度，可投入菌种，为了避免菌种流失，可减少进水量并启动风机进行曝气，直至填料上长出一层橙黄色生物膜，即已完成填料挂膜。然后将进水量增加至额定流量。完成填料挂膜后，再对A级生物池内微生物进行驯化。即逐渐减少曝气量，使A级生物池处于缺氧状态，使填料上微生物变为兼性微生物，然后对微生物进行适应性运转，直至达到设计要求。

设备维护保养：WSZ-A系列污水处理设备应建立一套定期保养制度，主要易损部件是风机与水泵。定期检查风机与水泵各部螺丝松动情况、填料函的松紧情况、轴承的温度和润滑油的油质和油量，保证各部正常。风机及水泵须每运行3000 - 5000小时进行一次保养与维修

五、主要处理设备的特点

1、格栅

格栅条空隙宽度为20mm，格栅倾角60°，人工清渣，可单独设于检查井中。

2、污水泵

将调节池内污水提升后送入接触氧化池，其流量与处理规模相同。扬程按调节槽zui低水位与接触氧化槽水面高差、管道水头损失出口自由水头经计算确定，选用自耦式潜水排污泵，易于运行管理。

3、接触氧化池

是利用填料上附着的生物膜与所需净化污水相接触，吸附和生物氧化水中的有机污染物达到净化水质的目的。接触氧化槽分为三段，总接触时间2h，前段接触时间是后段接触时间的两倍。采用双环氧型曝气器曝气，穿孔管布水，气水比大于15，以保证出水水质。

4、二沉池

采用竖流式沉淀池，结构简单，占地面积小，排泥方便，沉淀时间为1.4h。

5、风机房

用于设置鼓风机，鼓风机房内设有两台鼓风机，供接触氧化池曝气之用。

6、综合间

建于地上，用于设置加药装置、配电设施等。可与其它建筑合建，也可设于地下室中。

配电间:用于设置电源、配电盘等设备。

六、设备规范

处理水量 m3/h             2

接触氧化池有效容积 m3     8    1台   碳钢防腐

二沉池有效容积     m3     4    1台   碳钢防腐

清水池有效容积     m3     1.5   1台    碳钢防腐

鼓风机       型号                 HC-30S

功率                 0.55KW

台数               1台

污水泵       型号            WQK8-12

功率            0.75KW

台数            1用1备

七、自动控制说明

（一） 手动控制说明：

2、当水解调节池中水位达到一定的高度时，开启阀门，打到手动位置依次启动①、②泵及风机设备。水位达到一定低度时，手动依次停机，处于待机状态。

2、污泥泵③可根据现场情况决定手动启动次数。

（二）自动控制说明：

1、污水泵由浮球自动控制，水解调节池中水位达到一定的高度时开启阀门，自动启动①、②泵及风机设备。水位达到一定低度时，整个设备自动停机，处于待机状态。

2、污水泵采用两台一用一备交替使用，一台损坏时，另一台自动连续使用，在设备处于待机时，风机会自动间歇运作以保证接触氧化池中微生物的需氧要求。