季芳芳 朱小琴
湖北建科国际工程有限公司，湖北武汉 430000
摘要：为解决当前农村生活污水处理问题，本文提出一种新处理技术，即自充氧生物滤床技术，在介绍该技术原理和特点的基础上，对其和传统技术，即厌氧和人工湿地相结合的技术进行应用对比，最后经对比验证了该新技术的合理性与有效性，以期为更多农村地区引入该污水处理新技术提供参考。
关键词：农村生活污水；生活污水处理；自充氧生物滤床
农村生活污水不仅污染面广和来源多，而且收集困难，成分复杂，不同地区还有明显的差异，在农村生活水平日益提高的环境下，农村生活污水实际排放量不断增大，同时污染物的浓度也有所升高。而传统的污水处理技术已经表现出难以适应这种发生趋势的情况，对此亟需根据农村生活污水情况和特点，引入合理可行的新技术。自充氧生物滤床就是能满足要求的新技术。
1技术原理与特点
该技术是以厌氧与人工湿地相结合的技术为基础升级形成的，新增了自充氧系统，能在对污水予以高效处理的同时使人工湿地依然处在无动力运行状态。该技术的基本原理为：污水从格栅井与厌氧池中经过后，输送至好氧生物滤床，在滤床中充分利用温差、密度差与自然风力，在内部形成良好的空气对流，以此实现通风，同时在特殊结构、装置与滤料作用下，使空气进入滤床内部，确保滤床整体处在良好的好氧状态中。在完成好氧处理后，污水传输至厌氧滤床，在好氧与厌氧协同作用下，去除污水中含有的各类污染物质[1]。
该技术具有以下几个方面优点：
（1）充氧通过自然通风实现，与自然生态十分接近，无需消耗动力，能大幅降低运维方面的成本。
（2）在湿地中含有大量水生植物，且周围也覆盖大面积植被，不仅生态，而且能起到净化水质的作用，提供生态系统功能。
（3）污水分配装置经特殊结构设计能保证布水的均匀性，在保证均衡的基础上，避免堵塞；另外，为污水分配装置加装保护罩还能避免臭气逸出，同时防止由于植物倒伏或落叶导致装置被堵，表面层的过滤细砂与垂直补水都能为人工湿地的表面提供堆积层，以此起到良好的保湿作用，受气候条件影响较小，对季节有较强的适应能力[2]。
（4）通过对级配滤料与固磷剂的合理使用，能从根本上解决传统工艺存在的效率较低和运行稳定性较差等问题，进而防止堵塞现象的发生，提高效率，保证稳定性，而且基本无需维护，一般情况下每20a更换一次即可。
（5）该技术主要由两部分组成，分别为好氧与厌氧生物滤床，不同滤床具有不同功能，对BOD5的实际去除率不低于90%，对氮、磷也有不低于70%的去除率[3]。
2技术应用对比
该技术和厌氧与人工湿地相结合的技术均属于无动力处理范畴，实际的运维成本都不高，在农村这种经济相对欠发达的地区极为适用。某农村地区就采用无动力技术进行生活污水处理，具体采用的就是以上两种技术。现于该农村地区现有污水处理站当中随机抽取采用以上两种技术的站点，对其具体工艺流程、特点、效果及成本实施对比。
2.1具体工艺
对于选取的采用厌氧与人工湿地相结合技术的站点，其污水处理规模为10t/d，进水水质情况为：COD含量在350mg/L以内，BOD5含量在100-250mg/L范围内，氨氮含量在30mg/L以内，SS含量在100mg/L以内，总磷含量在4mg/L以内。完成处理后，水质应达到二级标准，处理工艺如图1所示。
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图1 厌氧与人工湿地相结合技术工艺流程
对于选取的采用厌氧与自充氧生物滤床相结合技术的站点，其污水处理规模与以上站点相同，均为10t/d，进水水质情况为：COD含量在350mg/L以内，BOD5含量在100-250mg/L范围内，氨氮含量在30mg/L以内，SS含量在100mg/L以内，总磷含量在4mg/L以内。完成处理后，水质应达到一级A标准，处理工艺如图2所示。
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图2 厌氧与自充氧生物滤床相结合技术工艺流程
2.2特点对比
对于厌氧和人工湿地相结合的技术，基本全部以厌氧方式运行，无需采用人工曝气装置；对季节的适应能力较弱，会受到温度的显著影响，在冬季植物枯萎以后，污水处理效率将大幅下降；因进水不均，导致厌氧池中生存的微生物进入到湿地以后出现人工湿地的空隙被堵，而且湿地槽表面的土壤也容易发生板结而产生堵塞，对处理效率造成影响；因基本为厌氧处理过程，所以湿地微生物无法充分发挥应有的作用，对系统氮、磷污染物的去除有很大影响。
对于厌氧和自充氧生物滤床相结合的技术，通过自然方式充氧，同样无需采用人工曝气装置；对季节有较强的适应能力，为布水装置加装的保护罩与形成在槽面上的堆积层都能发挥良好保温保湿功能，可降低气候条件对系统处理效果造成的不利影响；污水分配装置经特殊结构设计，不仅可以使布水保持均衡，还能避免堵塞，为污水分配装置加装保护层，还能避免臭气逸出，并防止由于植物倒伏或落叶导致的堵塞；该技术包括好氧与厌氧两个生物滤床，不同滤床有不同的功能，对各类污染物都有较高的去除率。
2.3效果对比
采用厌氧与人工湿地相结合技术的站点，其进出口的污染物排放情况如表1所示。
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根据表1、2的数据统计，采用厌氧与人工湿地相结合技术的站点，其各类污染物的去除率分别为：COD去除率54.59%，BOD5去除率58.77%，氨氮去除率51.62%，总磷去除率41.49%；采用厌氧与自充氧生物滤床相结合技术的站点，其各类污染物的去除率分别为：COD去除率89.87%，BOD5去除率97.85%，氨氮去除率77.60%，总磷去除率85.20%。
从以上各站点运维数据可以看出，除了个别几个月份的出水总磷含量超标，其它各类污染物的实际排放浓度都可以达到相应标准的要求，两种处理工艺相比，厌氧与自充氧生物滤床相结合技术的实际处理效果更好，采用该技术的站点，其BOD5去除率在90%-95%范围内，氨氮和总磷污染物的实际去除率均能达到70%以上。
2.4成本对比
如前所述，厌氧与自充氧生物滤床相结合和厌氧与人工湿地相结合两项技术都属于无动力处理范畴，所以从运维成本角度讲，这两项技术的差别并不大。运维成本主要产生于以下几个方面：站点巡检费用、格栅井或厌氧池清理费用、植物补种或收割费用、滤料更换费用与水质定期取样检测费用等。
3结语
综上所述，厌氧与自充氧生物滤床相结合的技术，具有高效和生态等特征，是一种新颖的农村生活污水处理技术，无论前期投资和运行维护成本均相对较低，且处理效率和有动力处理接近。另外，为缩短施工安装工期，可对设备予以模块化设计，同时开展规模化生产，以此在保证质量的同时，有效加快进度。然而，该技术需要较大占地面积，在站点选址过程中应对此予以充分考虑。但总的来说这是一项值得进一步研究和大范围推广应用的污水处理新技术。
参考文献：
[1]胡明,王培京,邱彦昭,肖金玉,严玉林,杨兰琴.基于经济性评价的北京市平原区农村污水治理模式优化研究[J].环境科学学报,2021(01):133-142.
[2]李发站,朱帅.我国农村生活污水治理发展现状和技术分析[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2020(03):74-77.
[3]薛佳敏,任旭.农村污水治理PPP项目风险因素分析——基于ISM-MICMAC模型[J].中国农村水利水电,2020(01):58-62.