李召生
河南安翼环保科技有限公司 河南省郑州市 450000
摘要：目前我国农村生活污水引起了越来越多的生态问题，根据农村生活污水的特点，一体化污水处理设备可以为农村生活污水的治理提供很好的解决方案。本文介绍了一体化污水处理设备的优势以及常用的处理工艺，也为设施建成后的运营提供了思路。
关键词：农村生活污水、一体化污水处理设备、A/0工艺、SBR工艺、MBR工艺
引言：我国近年来对农村环境一直很重视，农村人居环境整治是实施乡村振兴必须打赢的第一场硬仗。由于农村特殊的地理环境、基础管网设施的缺失等，农村生活污水的治理一直比较滞后。如何有效的解决农村生活污水问题，改善农村地下水和地表水环境，成为当前我们面临的难题。
1、农村生活污水的特点
由于农村分布相对分散，常驻人口较少，农村生活污水存在位置分散、收集难、水量小等特点。加上农村地形复杂、经济发展程度不高和管网收集系统不健全，导致生活污水难以统一收集处理。农村生活污水波动性大但又呈现出规律性；每天居民的用水习惯基本相似，在早、中、晚各有一个用水高峰期，其他时间尤其是夜间产生生活污水很少。同时也成呈现出明显的季节特征，夏季生活污水的排放量比冬季大。
农村生活污水主要来源于厨房污水、洗涤污水和厕所污水。厨房污水是农村生活污水中有机物的主要来源；洗涤污水中含有大量的氨氮、磷等元素，是造成农村水体富营养化的主要原因；厕所污水是农村生活污水中氮、磷、COD、细菌、病毒的主要来源。这些污水的来源也使农村生活污水的可生化性较强。
2、一体化污水处理设备的特点
一体化设备技术自80年代初引入我国以来，随着国家对污水处理要求的逐渐提高，一体化污水处理设备已成为当前处理农村生活污水中最为常见的应用设备，与传统的大型的生活污水处理设备相比优势显著[[[1] 翟袁桢. 农村生活污水一体化处理设备工艺研究[J]. 科技风, 2020,(27):111-112.]]。针对我国农村生活污水水量小、水源分散、水质复杂的特点开发的具有净化能力高效、运行模式完善、管理方法成熟的一体化农村生活污水处理系统，一方面能够较好的应对因地理位置、经济水平、文化传统不同造成的管理人员素质低、配套设施不完善等不利因素;另一方面可为建设社会主义新农村,实现农村地区生态水环境和区域性水环境的良性循环,提供很好的解决方案。[[2]何军辉.一体化设备在农村生活污水治理中的应用[J].环境与发展,2020,32(02):58-59.] [[3]冯宁,苏雷,李亚峰.农村生活污水处理技术与发展趋势[J].节能,2016(8):53-55.]
（1）、一体化污水处理设备具有占地面积较少的优势。一体化设备集成化、结构紧凑、占地面积较小。既可安装于地面上，也可埋于地下。对于地埋式一体化设备，地面部分还可用于绿化、停车场等用途，减少了设备的占地面积，且不影响周边景观。
（2）、一体化污水处理设备具有使用效率高的优点。一体化生活污水处理设备中的生物处理部分通常采用生物接触法，相对于活性污泥法其体积更小，对水质的适应性更强、耐冲击负荷强、出水水质稳定，且产生污泥量较小、管理成本较低。另外，一体化生活污水生物处理池中采用的优质组合软填料，具有材质轻、强度高、性质稳定等特点，且比表面积巨大，生物膜附着能力强，可以大大提高生物膜处理的效率。
（3）、一体化污水处理设备具有模块化结构，易于施工，安装快捷。同时可进行自由组合，以适合不同面积、工艺的污水处理。通过一体化生活污水处理设备中各个单元的组合，设备可起到脱氮、除磷的效果。对于需要采用较高排放标准的地区，或水资源较为紧缺而需要中水回用的地区，采用MBR工艺的一体化生活污水处理设备也能达到相应的要求。
（4）、具有维护简单、安装快捷、管理方便的优点。一体化生活污水处理设备可加装配套的全自动电器控制系统以及设备损坏报警系统，使得设备的维护与管理更加简便。使设备可以实现远程控制、无人值守，运行状况实时监控、自动报警等功能。
3、一体化污水处理设备的常用工艺
农村生活污水的主要污染物为有机物，目前我国农村地区应用较广泛的一体化污水处理工艺种类较多，比较成熟和常用的工艺主要有A/O工艺、SBR工艺和MBR工艺。由于我国农村各个区域的发展程度、地形气候、生活习惯各不相同，使得农村生活污水在每个地方的水量、水质各不相同，这就要求我们在选择一体化污水设备的工艺时要因地制宜，选择最适合当地的工艺。
3.1 A/0工艺
A/0工艺也叫厌氧好氧工艺，是将厌氧段（A段）和好氧段（O段）串联在一起的污水处理工艺。在A级生物池段异养菌将生活污水中可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化。在O级生物池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O；在充足曝气条件下，硝化菌的硝化作用将NH3-N氧化为NO3-，通过回流控制返回至A级生物池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮。一体化污水处理设备的常见的A/O工艺流程见图1。
该工艺对废水中的有机物、氨氮等均有较高的去除效果。该工艺流程简单，无需外加碳源，建设和运行费用较低。设备耐负荷冲击能力强，当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，该工艺均能维持正常运行，操作管理也相对简单。
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图1 常用A/0工艺流程图
3.2 SBR工艺
SBR工艺又称间歇曝气活性污泥法或序批式活性污泥工艺(Sequencing Batch Reactor)，从名字上就可以看出该工艺是现行的活性污泥法的一个改良型工艺。其主要特点是反应池分批次的处理污水，采用的是间歇式运行的方式。该工艺中每一个反应池都同时具有曝气池和二沉池作用，所以无需再设置二沉池和污泥回流段，且可以没有调节池。
SBR工艺一般包括进水、反应、沉淀、排放、空载5个阶段，从进水开始到空载算作一个周期。在一个周期内，一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次进行。SBR工艺的基本运行模式见图2。
（1）第1阶段为进水期。污水在该阶段内连续进入反应池内，直到最高运行液位。
（2）、第2阶段为反应期。在该阶段内不进水也不排水，开启曝气系统为反应池曝气或搅拌，使池内污染物进行生化分解。
（3）、第3阶段为沉淀期。在该阶段内不进水也不排水，反应池进入静沉淀状态，进行泥水分离。
（4）第4阶段为排放期。在该阶段将分离出的上清液排岀。
（5）第5段为空载期。在该阶段反应池不进水，只有沉淀分离出的活性污泥其中一部分按要求作为剩余污泥排放，另一部分作为菌种留在池内，做好进入第1阶段工作的准备。
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图2 SBR工艺的基本运行模式
3.3 MBR工艺
MBR工艺的核心是MBR膜生物反应器，是一种将膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型污水处理工艺。该工艺使MBR膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。MBR污水处理与传统污水处理方法的主要区别是通过膜分离转置代替传统工艺中的二沉池和三级处理工艺。常用MBR处理工艺流程图见图3。
采用此种工艺的一体化设备具有出水水质好、运行成本低、系统抗冲击性强、污泥量少，自动化程度高等优势，在出水水质要求较高的农村地区有突出的优点，完全可以满足中水回用的出水标准。
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图3 常用MBR处理工艺流程图
4、一体化污水处理设备的运营
由于农村一体化污水处理设备分布分散、数量众多且大多数远离城市，其后期的运营一直都是难点。物联网和5G技术的快速发展，也为一体化污水设备的运营提供了解决方案。基于物联网的农村污水处理智能管控平台以多个分散布置在任意位置的农村污水处理设施为目标，运用数据采集、网络通信、物联网、计算机应用与模型分析技术，对农村污水处理包含的设备进行远程智能管控[[] 郭露, 陈伟雄, 沈玉东,等. 基于物联网的生态型农村污水处理设施研究及应用[J]. 中国给水排水, 2020,36(10):95-100.]。通过智慧管控平台技术能实时掌控厂站运行状况，实现人、车、物的优化调度，减少日常人员投入，提高管理效率和水平，从而提高处理设施的运营效率，从管理上助力农村污水治理。[[5]薛素勤. 农村污水治理模式与一体化处理设备的研究应用[J]. 环境与发展, 2020,32(08),66-66+68]
结语：综上所述，一体化污水处理设备非常适合于农村生活污水的处理，其具有的优点可克服农村生活污水分布散、难收集、难管理的特点。随着一体化污水处理设备在农村的广泛应用，其优越性也会越来越显现。农村生活污水的问题能够有效解决，农村人居环境的不断改善，相信可以很快实现乡村山青、水秀、景色美，为乡村振兴打好基础。