一体化成套技术在农村生活污水处理中的应用研究

随着我国经济的迅速发展，农村生活水平不断改善提高，随之而来的环境污染也愈发严重。我国共有60多万个行政村、250多万个自然村，居住生活着2亿多农户、近8亿人口，由于农村住户居住较为分散，污水排放量巨大，其中大部分污水未经处理直接排入周边水体，对生态环境造成严重危害，已经成为新的区域性水环境的重要污染源。我国农村与城市在生活方式上有较大差别，污水排放的规律和水质也有很大不同，加上农村的技术经济条件限制，造成目前农村水污染治理有很多与城市污水治理不同的地方：

首先我国农村人口居住分散，受自然条件限制，难以统一收集后集中处理，适合采用分散型就地处理。

其次，农村技术薄弱，经济承载力较弱。

第三，由于我国不同地区的差异性较大，造成不同区域与环境条件导致各地农村的污水排放特征差异很大。

因以上种种特征，我国目前对农村生活污水的处理比较多样化[1-5]。对于经济相对较好，居住比较集中，纳管率较高的村镇，采取集中处理的方式；而对于农户居住比较分散，尤其是偏远山区位置，纳管集中处理较困难，应根据就近原则进行分散式处理，多采用几家几户收集，然后通过低建设成本和运行维护的人工湿地或与其它工艺的组合来实现。

一体化成套技术是近年来比较火的新兴技术，其具有抗冲击负荷的能力强、占地小、低能耗、出水水质稳定、易于完成自动控制、管理操作简单等优点，对农村生活污水的处理起到重要的作用[6-8]。

1 一体化成套特点

一体化成套污水处理设备主要适用于住宅区、宾馆、码头、机场、商场、疗养院、学校、厂矿等行业的生活污水和类似的工业废水。

结合新工艺的成本优势，又对比传统上使用湿法工艺处理的含镍1%的低品位红土镍矿进行了侧吹浸没燃烧工艺成本核算，见表5。

(2) 整个设备处理系统配有全自动电气控制系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养。

近几年地埋式污水处理设备不断发展与变化，从早期的无动力到现在的微动力及有动力，从不耗电到耗电，在市场上具有良好的发展前景。一体化成套是将目前较为成熟的生化处理技术组合在一起，并且埋在地面以下运行综合处理的设备，其处理装置结构紧凑、占地面积小、运行经济、噪音低、抗冲击浓度能力强、处理效率高、管理维修方便，适合用于处理中小水量、水质波动小、分散的生活污水，处理工艺主要是A/O法、及A2/O法以及接触氧化法等。

(3) 工艺新、效果好、噪音低，无异味，使用寿命长。

2015年5月至2017年5月期间我院接收了78例老年腔镜胆囊切除术患者随机分成观察和对照两组(n=39例),其中观察组拥有14例男性,其余为女性,患者的年龄为59-82岁,平均年龄为(70.5±11.5)岁。而对照组拥有16例男性,其余为女性,患者的年龄为61-86岁,平均年龄为(73.5±12.5)岁,两组患者之间性别、年龄和平均年龄的差异不具有统计学意义(P>0.05)。

2 一体化成套技术在国内外的发展

“这家医院在服务细节方面做得非常好，深受我们群众好评。”一位来入院准备中心办理业务的老大爷说道，“你看，不仅有免费的日常用品供患者使用，还有共享轮椅、公共手机充电设备呢”。

2.1 国内一体化污水处理技术的发展

2.1.1 地埋式无动力小型生化污水处理装置

记者型主持人要想在发展迅速的新媒体时代站稳脚跟，首先必须提升自身的“媒介素养”，所谓媒介素养，是一种能力，它体现了人们获取和分析各种大众传媒信息的水平，以及利用传统媒体、新媒体或者自媒体等来服务社会生活所需要的信息以及服务工作所需的技巧和能力。

1991年王福庆高级工程师开发出“地埋式无动力生活污水净化装置”，作为一种新型的组合化粪池，以“初沉池+厌氧污泥床接触池+厌氧生物滤池”为核心工艺。该技术装置由于埋地，所需基建费用低以及不需要人管理等优点，1995年、1996年分别被建设部国家环境保护局列为重点实用技术、最佳环保实用技术推广。

1995年周金生研制出了HW系列无动力高效生活污水净化装置，该装置采用厌氧水解、国标化粪池沉淀、接触氧化、生物过滤工艺。其接触氧化槽采用左右迂回、上下翻转的组合方式，加大接触氧及氧化效果，而且采用砖混结构，大大降低了设备成本。同年，邵伟清等推出了A3/O法无能耗污水净化系统，其原理是在复合体水处理器中，安置厌氧生物过滤、多重厌氧发酵和间歇厌氧腐化工艺。

1996年南京绿色环境系统工程公司推出GW自净式生活污水处理技术，该技术减少了水力停留时间、优化滤料、增大生物量和孔隙度，从而增强传质流动性、提高了生化效率；缩小了构筑物容积，降低造价，同时还减少了剩余污泥、延长了清掏周期、阻止了活性污泥的流失。并且采用砖混或钢混结构，耐摩、抗压力性强，保温性能好。

2.1.2 地埋式有动力的小型生化污水处理装置

(3)虽然是一体化成套设备，其在冬季，尤其是在北方广大农村地区的应用会受到温度的影响。

[5]刘晓路，牛宏斌，闫海，等.农村生活污水生态处理工艺研究与应用[J].农业工程学报，2013，29(9)：184-191.

1997年北京市环境保护局将苏杨等的高效污水净化槽研究列为重点课题。该净化槽与传统化粪池相比：在好氧区增设了曝气装置、沉淀区与污泥回流系统，前者加强了好氧段污水净化率，后者通过泥斗使部分污泥返回好氧区，而另一部分污泥则通过回流泵输入第一厌氧区厌氧消化。另外在净化槽的第二厌氧区内采用折板延长污水流程，强化厌氧区污水与污泥的接触，提高去除效率。

从2000—2002年，历经三年对地埋式无动力生活污水处理装置的改进，解决了生物活性不够、装置供氧不足的问题。并且，将其与生化处理技术组合，有动力的小型生化污水处理装置得以发展，从而涌现了大批该类设备的生产厂家。

2.2 国外一体化污水处理技术的发展

美国Pristine公司成功研发Pristine Aquarius污水处理系统[9]，与普通处理系统相比，具有操作简易、运行轻便和性能高的有点。德国普罗名特流体控制有限公司(ProMinent Dosiertechnik GmbH)研发的膜过滤系统包括了超滤、微滤、反渗透等设备[10]，主要应用于处理水中的颗粒物，不溶物或无机盐类。

3 一体化成套技术的应用

3.1 一体化成套处理装置工艺流程

由同济大学研制成功的SHDM-AO系列污水处理设备，该设备主要依靠A/O生物处理工艺，该设备集去除BOD、COD、NH3-N功能于一身。其工艺流程如图1所示。

  

图1 地埋式A/O生化处理工艺流程图

工作原理主要为A级生物池，由于污水有机物浓度很高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，他们将污水中的有机氮转化分解成NH3-N，同时利用有机物作为电子供体，将NO-2-N、NO-3-N转化成N2。所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，以利用硝化作用的进行，而且依靠原水中存在的较高浓度有机物，完成反消化作用，最终消除氮的富营养化污染。在O级池设有生物接触氧化池，在池中好氧微生物附着在填料表面生长形成生物膜，利用好氧降解反应在污水流经生物膜时将水中有机物降解为CO2和H2O，O级生物池的出水部分回流到A级池，为A级池提供电子接受体，通过反消化作用最终消除氮污染。

(1)初沉池：池体为竖流式沉淀池，污水的上升流速为0.3～0.4mm/s，沉淀后的污泥送至污泥池。

为保证折页机构的工作精度，折页机构的运动副间隙必须进行严格的控制，同时，折页机构的速度不是很高.这种情况下，可以忽略销轴与套圈间的碰撞，认为销轴与套圈始终保持接触.

①加大科技攻关力度。充分发挥首都科技优势，与首都高校和科研院所合作进行科技攻关。2000年以来共投入科研经费8 000余万元，实施了《密云水库流域水土流失综合防治体系及工程示范研究》《新农村污水综合治理示范工程》等重大项目30余项，对水源区水土流失、面源污染监测评价与防治、废弃矿山修复等问题进行了重点攻关。

(2)调节池：用于调节水量和均匀水质，使污水能比较均匀进入后续处理单元。调节池内设置预曝气系统，可提高整个系统的抗冲击性，及减少污水在厌氧状态下的恶臭味，同时可减少后续处理单元的设计规模。

(3)A级生物池：池内为缺氧状态，主要进行脱氮处理，并设置弹性填料以作为反硝化细菌的载体，将污水中的NO-2-N、NO-3-N还原成N2，A级池的有效停留时间为2.5～3.3h，溶解氧控制在≤0.5mg/L。

(4)O级生物池：池中好氧菌以填料为载体，利用污水中的有机物为食料，将污水中的有机物分解成CO2和H2O，从而达到净化目的。好氧菌生存所需的氧气由好氧池空气由风机提供。

(5)二沉池：污水经过生物接触氧化池处理后出水自流进入二沉池，以进一步沉淀去除脱落的生物膜和部份有机及无机小颗粒，沉淀池是根据重力作用的原理，当含有悬浮物的污水从下往上流动时，由重力作用，将物质沉淀下来。经过二沉池沉淀后的出水更清澈透明。二沉池为竖流式沉淀池，采用污泥泵定期提泥气提至污泥消化池内。经过沉淀后的处理水进入后续处理设备。

(6)消毒池：污水经沉淀后，病毒及大肠杆菌指标仍末达到排放标准，为了消灭病毒及大肠杆菌，投加氯片消毒剂进行消毒处理，采用折板形式依靠自身重力，直接排放附近市政管道。

(7)污泥池：好氧消化处理沉淀池所排放的剩余污泥，经过处理后的污泥体积更小、更稳定，便于清除外运。

3.2 主要设备

主要设备参数表见表1。

 

表1 主要设备参数表

  

项目/型号SHWSZ-1SHWSZ-3SHWSZ-5SHWSZ-7.5SHWSZ-10SHWSZ-15SHWSZ-20SHWSZ-30SHWSZ-40SHWSZ-50处理量(m3/h)1357.5101520304050设备件数1111222344污泥吸附及初沉池1.85.59141827365082100接触氧化池(m3)514.52436446383130170200二沉池表面负荷(m3/m2h)1.21.31.31.31.21.21.51.51.51.6消毒池0.61.82.845.5810152025风机型号HC-25ISHC-30ISHC-50ISHC-50ISHC-60ISHC-80ISHC-100ISHC-100ISHC-100ISHC-100IS功率(kW)0.40.751.52.22.23.75.55.51111台数2222222233水泵型号AS10-2ABAS16-2ABAS30-2AB功率(kW)1.02.63.9最大件重(t)5671081010.510.510.512设备总量(t)5.56.5811172021293842占地面积(m2)6142030506575115165185

3.3 污水处理效果

该装置投入运行以来，污水处理效果稳定，各污染物去除效果见表2。

图7为7月1日21时各方案预报的相对湿度和垂直速度沿31°N的剖面,可以看出,除Morr-KF外其他4个方案在112°～116°N范围内的相对湿度较大,且向上延伸的高度较高,水汽条件较好,而Morr-KF方案模拟的稍弱。从垂直速度的分布中,可以看出Morr-KF方案在118°E附近的垂直速度等值线较密集,明显大于其他几种方案,最大垂直速度超过了2 m/s,而其他几种方案在0.6 m/s左右,并且该处附近低层的相对湿度较大,所以水汽输送条件较好。对应图6中的降水分布也可以看出,该方案在118°E附近出现了超过140 mm的降水。

 

表2 污染物去除情况表

  

项目进水出水BOD5(mg/L)14912COD(mg/L)30028SS(mg/L)20330NH3-N(mg/L)244

由表2可以看出该一体化装置处理污水中污染物效果良好，各污染物去除率BOD5、COD、SS、NH3-N去除率分别达到91.9%、93.3%、85.2%、83.3%，出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级排放标准。

4 存在的问题及展望

4.1 存在的主要问题

(1)传统工艺微缩后难以承受冲击负荷，使装置对小型污水处理厂水质水量变化大的适应性较差。

为了提高小学语文教师的专业素质、教学能力以及课程实践能力，从而提高小学语文教学质量，必须要组织开展好教研活动。经实践发现，有效开展小学语文教研活动的关键主要在于以上四点。若能做好这四点，则农村小学语文教研活动必将得到高效的开展。

光谱曲线测量一般利用野外光谱仪(也叫野外地物光谱辐射)在晴朗天气条件下测定，其照明光源为太阳，通过漫反射参考板对比测量，可获得真山石表面的光谱反射率信息，如1所示。

(2)该装置埋于地下，故障维修不方便。

(1) 设备埋于地表下，上面可作为绿化或广场，因此该设备不占地表面积，不需盖房。全自动控制，不需人员管理，污泥回流操作简单，维修方便。

在某一个特定的(NH4)2SO4浓度下，蛋白质的提取量都显示出一定的规律来。以(NH4)2SO4浓度为60%的来说，当pH分别为6、7、8时，蛋白质的量逐渐增加，当pH=8时蛋白质的量达到最大。同样的，在(NH4)2SO4浓度为80%、和100%的条件下，它们都呈现出同样的趋势来，都是在pH=8的条件下的提取量最大。但是在20%和40%的情况下，这样的趋势却有所改变，可能是20%和40%这两个盐浓度下蛋白质的沉淀受到影响，但是却并不影响对总体趋势的把握，也是在pH=8的时候的蛋白质含量最大。所以从总体的分析来看，pH=8的条件是蒙杞1号枸杞子中的蛋白质提取的最佳pH值。

(4)目前一体化小型生活污水处理装置所产生的污泥基本上是通过市政粪车抽吸后排放，这种方法不仅工作量大、管理不便，而且抽吸污泥的随意排放容易导致二次污染。

4.2 技术展望

现有的一体化生活污水处理工艺及装置大多是紧凑型处理工艺，在结构上将几个传统反应器组合在一个构筑物或装置内，省去污泥回流设备，减少了附属设备，节省动力、空间，运行稳定，能够有效去除有机物，同时还能脱氮、除磷。随着经济的发展，人们生活也随之改善，但同时环境问题也日益突出，环境问题无时无刻在危害着人们的健康和社会的发展，保护环境在当今显得尤为重要。一体化污水处理装置属紧凑型工艺，凭借其占地面积小以及无需专人管理等特点在农村、旅游区等这些市政排水管道无法到达的地区占得一席之地。

参考文献：

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[2]王志强，李黎，罗海霞.农村生活污水处理技术研究[J].安徽农业生活污水，2012，40(5)：2957-2959.

[3]林亲铁，潘建新，潘又汉，等.南方生活污水处理工艺的技术经济评价[J].2013，41(5)：2186-2188，2192.

[4]贺东升，冯建国，薛正旗.农村生活污水景观处理的原理和可行性研究[J].中国农业资源与区划，2013，34(1)：13-17.

20世纪80年代末期开始研制CL型地埋式无耗电污水处理装置。处理过程机理类似于A/O(厌氧/好氧)或A/A/O(厌氧/缺氧/好氧)；自1991年研制成功以来，在国内部分省市被推荐应用，从实践情况看其在处理效果等方面远比传统的化粪池先进，被证明是一种新颖且有效的小型生活污水处理技术。

20世纪80年代末期国内开始研究有电耗的地埋式生活污水处理技术，其中于1994年开发出新型WSZ地埋式生活污水处理装置，已经在国内有较多的推广应用。这种处理装置的工艺流程为：污水一调节池一初沉池一接触氧化池一二沉地一消毒池，其核心处理装置是接触氧化池。由于好氧处理较充分，故该装置对氨氮也具有良好的处理效果。

滴灌是目前最有效的节水技术之一，水的利用率可达95%[3]。可按照作物需水要求，将水和养分混合均匀后缓慢地滴入作物根区，显著提高水肥利用效率，有效地提高作物光合作用，增加作物糖分与干物质积累，增加作物产量与品质。相比地面灌溉，滴灌可显著降低土壤无效蒸发、降低化肥施用量、减轻面源污染。然而引黄灌区发展黄河水滴灌面临三大突出问题：(1)如何低成本、高效过滤泥沙。(2)滴灌用水量调蓄。(3)滴灌配套技术适应性问题。针对上述问题，以内蒙古河套河区为研究背景，项目系统研究了滴灌泥沙过滤、滴头抗堵新产品及滴灌水源调蓄等关键技术，提出了泥沙过滤与滴头技术新模式、滴灌水源调蓄措施以及适宜配套技术。

[6]曹大伟，李伟，李先宁，等.一体化成套生物滤池的低温运行特性[J].中国给水排水，2009，25(11)：33-36.

[7]黄海平.一体化成套生物接触氧化工艺处理变电站生活污水[J].中国给水排水，2010，26(20)：113-115.

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[15]戴天新，彭裕勤.地埋式污水处理系统在棚改工程中的应用[J].煤炭科技，2010(3)：63-64.

在由元件C1(寿命为X1)和C2(寿命为X2)构成的串联、并联系统中，考虑如何配置负载冗余元件R(寿命为Y)，使之与C1或C2构成负载共享系统，从而提高系统性能。Zhang和Balakrishnan[8]比较了两个由两元件构成的负载共享并联系统，并且得到了一个负载冗余元件在串联系统中最优配置的一些条件，Maxim推导并证明了由n个服从任意分布的元件构成的并联、串联系统中一个负载冗元件最优配置的一些条件。本文将研究由指数分布元件构成的并联、串联系统中，一个负载冗余元件最优配置的一些必要条件。

[16]丁国际，刘德永.流化床/固定床一体化反应器处理模拟生活污水的性能研究[J].环境工程学报，2009，3(9)：1537-1540.

2)采用有水关门工况下壅水高为0.7 m、有水开门工况下水位降为0.3 m来计算液压启闭机油缸的作用力，并验证支铰座联结螺栓最大工作载荷的计算方法是合理的。