“十三五”規(guī)劃提出了“統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，深化新農村建設”的重大歷史任務，明確了“全面推進農村人居環(huán)境改善，加大農村污水處理力度”的建設目標。目前，中國每年廢水排放總量為600億m3，其中城鎮(zhèn)污水200億m3，農村生活污水80億m3。根據(jù)2010年中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，中國城市污水處理率已達87%，建制鎮(zhèn)污水處理率達28%，而農村污水處理

近年來，在相關政策和環(huán)境條件下，農村污水處理問題被提上日程，并在國家資金支持下迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2016年全國農村居住率污水處理達到22%。然而，由于投資資金、運維管理和地理位置的限制，大多數(shù)農村地區(qū)無法簡單應用傳統(tǒng)的城市污水處理技術和工藝。因此，有必要根據(jù)農村生活污水的特點和目前處理工藝的運行情況，研究開發(fā)新的技術和工藝。自充氧生物濾床技術是在傳統(tǒng)人工濕地處理技術基礎上的創(chuàng)新，在不增加投資成本和維護管理成本的情況下，進一步提高了污水處理效率，減少了環(huán)境污染，改善了村莊的美觀。

1.農村生活污水的特點及處理現(xiàn)狀

農村生活污水一般包括日常生活中的廁所污水、洗漱污水、廚房污水，即所謂的“農村三水”。農村生活污水具有污染面廣、來源多、收集難、成分復雜、區(qū)域差異顯著、懸浮物、有機物、氮磷濃度高等特點。隨著農村生活水平的不斷提高，生活污水排放量增加，污染物濃度增加。生活污水的直接排放會超過外部環(huán)境的自凈能力，嚴重影響村莊和周邊自然水體的面貌。因此，有必要對農村生活污水進行有效的收集和處理。農村生活污水處理工藝的選擇要結合人口分布、經(jīng)濟水平、自然建設條件、生活習慣、管理水平等因素綜合考慮。目前浙江省農村生活污水處理工藝有兩種:厭氧+人工濕地(無動力)、厭氧+好氧+人工濕地或厭氧+好氧工藝(有動力)。厭氧+人工濕地工藝占地面積大，適用于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，運行維護費用相對較低，但當進水濃度較高時，容易導致處理負荷過大，終端無法承受。厭氧+好氧+人工濕地或厭氧+好氧工藝適用于經(jīng)濟水平較高的地區(qū)，該工藝的處理效果較好，但投資費用和運行維護費用也相應增加，進水濃度過低容易導致污泥過少和微生物活性過低。

2.自充氧生物濾床的技術原理和工藝特點

厭氧+自充氧生物濾床技術是在目前國內普遍采用的厭氧+人工濕地技術的基礎上進行升級，增加了自充氧系統(tǒng)，使人工濕地在高效處理污水的同時，無需動力即可繼續(xù)運行。厭氧+自充氧生物濾池技術原理:污水經(jīng)過格柵井和厭氧池預處理后，進入好氧生物濾池。利用生物濾池內外的溫差、密度差和自然風力，在生物濾池內部形成空氣對流進行通風，通過特殊的結構、裝置設計和濾料選擇，將空氣擴散到生物濾池的濾料中，使整個生物濾池處于好氧狀態(tài)。好氧污水再進入?yún)捬鯙V床，通過兼氧和厭氧的作用，污水中的污染物可以被高效去除。

厭氧+自氧生物濾床技術具有以下優(yōu)點:

(1)無動力增氧裝置利用自然通風系統(tǒng)進行增氧，接近自然生態(tài)，不需要消耗額外動力，運行維護成本低。

(2)濕地水生植物及周邊植被具有生態(tài)性，凈化水質，可作為濕地生態(tài)公園、教育公園等生態(tài)系統(tǒng)的功能修復區(qū)。

(3)特殊結構設計的污水分配裝置，垂直均勻布水，均衡且能防止堵塞。污水分配裝置增加了防護罩，可以防止臭氣逸出，有效防止布水裝置因水生植物落葉倒伏而堵塞。垂直布水和表面過濾細砂能在濕地表面形成有機堆積層，起到保墑作用，受氣候影響小，季節(jié)適應性強。

(4)采用分級濾料和固磷劑，克服了傳統(tǒng)除磷工藝效率低、運行不穩(wěn)定、需要加藥和排泥等諸多問題。具有不易堵塞、高效、穩(wěn)定、免維護等優(yōu)點。，并能保證運行20年后更換。

(5)自充氧生物濾床工藝由好氧生物濾床和厭氧生物濾床組成，每個濾床分別發(fā)揮不同的功能。BOD5去除率可達90%以上，氮磷去除率可達70%以上。

3.厭氧池+自充氧生物濾池工藝與厭氧池+人工濕地工藝的比較。

厭氧池+自充氧生物濾池技術和厭氧池+人工濕地技術都是無動力處理技術，運行維護費用低，適用于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)。浙江省開化縣農村生活污水處理工藝基本是無動力處理技術，主要是以上兩種工藝。現(xiàn)從開化縣已建成運行的污水處理站中抽取1座厭氧池+人工濕地、1座厭氧池+自充氧生物濾床技術，對2種技術的工藝流程、工藝特點、處理效果、運行維護費用進行對比分析。

3.1項目流程簡介

華凱縣池淮村采用厭氧池+人工濕地工藝，污水處理規(guī)模為10t/d，設計水質為:ρ(COD)≤350mg/L，100mg/L≤ρ(BOD5)≤250mg/L，ρ(氨氮)≤30mg/L，ρ (SS)污水主要經(jīng)格柵井、厭氧池、人工濕地后排入自然水體。詳情見圖1。

華凱縣姚村采用自氧生物濾床工藝，污水處理，規(guī)模為10t/d，設計進水水質為:ρ(COD)≤350mg/L，100mg/L≤ρ(BOD5)≤250mg/L，ρ(氨氮)≤30mg/L，ρ (SS)。污水主要經(jīng)過格柵井、調節(jié)/厭氧池、好氧生物濾池、厭氧生物濾池后排入自然水體，如圖3所示。

3.2工藝特性的比較

這兩個過程之間的主要區(qū)別如表1所示。

3.3處理效果對比(1)厭氧+人工濕地工藝(池淮村)池淮村處理裝置進出口污染物排放情況見表2。

(2)厭氧+自氧生物濾床工藝(姚村)

姚村處理廠進出口污染物排放情況見表3。

(3)工藝污染物去除效率的比較

兩種工藝中污染物的去除情況見表4。

根據(jù)表4中6個月的運行維護數(shù)據(jù)，除個別月份總磷超標外，其他污染物排放濃度均能滿足相應的排放標準，厭氧+自氧生物濾床工藝處理效果較好，BOD5去除率達到90% ~ 95%，氨氮和總磷去除率達到70% ~ 90%。

3.4運行和維護成本比較

厭氧池+自充氧生物濾床技術和厭氧池+人工濕地技術都是無動力處理技術，所以兩種技術的運行維護費用差不多，主要費用產(chǎn)生于現(xiàn)場檢查、網(wǎng)格井或厭氧池清理、植物補植或收割、濾料更換、水質定期取樣檢測。

4.結論

厭氧+自充氧生物濾床技術是一種新型高效生態(tài)的農村生活污水處理技術。投資和運行維護費用較低，處理效率與動力處理技術相當。另外，為了節(jié)省建設和安裝時間，自氧生物濾床的設備可以模塊化，進行大規(guī)模的設備生產(chǎn)，可以實現(xiàn)產(chǎn)品質量和工程進度的雙重保證。但是厭氧+自充氧生物濾池技術占地比較大，可能會限制處理站的選址。通過開化縣池淮村和姚村污水處理站的對比可以看出，兩種工藝的運行維護費用相對較低，厭氧+自氧生物濾床工藝穩(wěn)定性較好，布水均勻，處理效果高，出水指標可達到GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準，目前在桐廬縣已有多個成功案例， 浙江省衢州市柯城區(qū)、開化縣、松陽縣等地采用該技術處理農村生活污水，值得研究和推廣。 (來源:浙江省環(huán)境保護科學設計研究院)

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