近年來(lai)，隨著(zhu)經(jing)濟的(de)快速發展，中國(guo)農(nong)(nong)村地(di)區(qu)(qu)生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)對(dui)環(huan)境的(de)污(wu)(wu)染日趨嚴重，這(zhe)在水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)饋乏(fa)的(de)北方(fang)地(di)區(qu)(qu)，尤其是城郊更加突出[1]，相對(dui)于城市而言,農(nong)(nong)村生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)具有規模小(xiao)且(qie)分散,低碳高氮(dan)、磷，日變化系(xi)數(shu)大等特點[2]，這(zhe)使(shi)農(nong)(nong)村生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)成(cheng)為了(le)我(wo)國(guo)面源(yuan)污(wu)(wu)染的(de)主要(yao)污(wu)(wu)染源(yuan)之一。同(tong)時，農(nong)(nong)村生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)收集(ji)還普遍(bian)存在雨污(wu)(wu)合(he)流現象(xiang)，加之受經(jing)濟、技術、管(guan)理(li)(li)等方(fang)面限制(zhi)，導致農(nong)(nong)村生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)處(chu)理(li)(li)不宜直(zhi)接采用規模化城鎮污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)模式，因此開發投資(zi)成(cheng)本適宜，運行(xing)成(cheng)本和維護費用合(he)理(li)(li)，管(guan)理(li)(li)操作簡單(dan)的(de)新(xin)工(gong)藝尤為必要(yao)[3]。
近年來，隨(sui)著天(tian)津郊縣城鎮化(hua)(hua)進程(cheng)的(de)(de)加(jia)快，對農村生(sheng)活(huo)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)處理與利(li)用(yong)已勢(shi)在必行(xing)(xing)(xing)。日光型厭氧(yang)好氧(yang)一體(ti)化(hua)(hua)技術就是(shi)結合(he)農村實(shi)(shi)際(ji)(ji)(ji)，在厭氧(yang)-3級好氧(yang)/缺氧(yang)生(sheng)物(wu)膜工藝基礎上改進后的(de)(de)一種新(xin)工藝。本技術在污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理站(zhan)主體(ti)的(de)(de)地上部(bu)分利(li)用(yong)陽(yang)光板封閉，預留通風管，充分的(de)(de)利(li)用(yong)太陽(yang)能，提(ti)(ti)高(gao)低(di)溫運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)效果，將(jiang)調(diao)節池與水(shui)(shui)解(jie)(jie)酸化(hua)(hua)濾(lv)池合(he)并為水(shui)(shui)解(jie)(jie)酸化(hua)(hua)調(diao)解(jie)(jie)池，使其即具有一定的(de)(de)調(diao)解(jie)(jie)水(shui)(shui)量和水(shui)(shui)質的(de)(de)能力(li)又對進水(shui)(shui)進行(xing)(xing)(xing)了厭氧(yang)水(shui)(shui)解(jie)(jie)過程(cheng)，大大降低(di)了投(tou)資(zi)費用(yong)，將(jiang)生(sheng)物(wu)接觸氧(yang)化(hua)(hua),彈性填料與二次沉(chen)淀，斜(xie)管填料，底部(bu)連通，部(bu)分污(wu)(wu)(wu)泥經此通道回流(liu)到生(sheng)物(wu)接觸氧(yang)化(hua)(hua)池提(ti)(ti)高(gao)池內污(wu)(wu)(wu)泥濃(nong)度，系(xi)統運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)過程(cheng)中污(wu)(wu)(wu)泥回流(liu)與出水(shui)(shui)循環交替進行(xing)(xing)(xing)，減小進水(shui)(shui)負荷(he)，加(jia)速生(sheng)物(wu)膜更新(xin)，提(ti)(ti)高(gao)缺氧(yang)脫氮能力(li)，同(tong)時(shi)好氧(yang)產生(sheng)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥經過水(shui)(shui)解(jie)(jie)后，大大的(de)(de)降低(di)了污(wu)(wu)(wu)泥產生(sheng)量，給(gei)實(shi)(shi)際(ji)(ji)(ji)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)帶(dai)來可操作(zuo)性。以實(shi)(shi)際(ji)(ji)(ji)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理站(zhan)為研究對象，重點探(tan)討(tao)了新(xin)系(xi)統的(de)(de)實(shi)(shi)際(ji)(ji)(ji)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)效果。
1 研究方法
1.1 工藝流程
工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程
本污水(shui)處理站(zhan)建于(yu)天津市寧河縣(xian)大北澗沽(gu)村，該處理站(zhan)服務276戶，共962人日(ri)常生活污水(shui)，日(ri)均污水(shui)量89 m3。因污水(shui)管網(wang)每隔一段距離設有清淤井(jing)，并在(zai)進入污水(shui)處理站(zhan)前的清淤井(jing)處設置攔污網(wang)，所以(yi)污水(shui)處理站(zhan)不(bu)設格柵和(he)初沉池(chi)。又因大北澗沽(gu)村地勢低(di)洼(wa)，存(cun)在(zai)雨污合流現象，故(gu)集水(shui)池(chi)又兼顧(gu)泄洪功能。
整個系統由集水泄洪池、水解酸化調節池、接觸氧化池、污泥沉淀池和儲水池組成，總有效容積160 m3，其中水解酸化調節池（115 m3）和接觸氧化池（21 m3）容積比約5.5:1，水解酸化調節池設污泥排出口。本系統的水解酸化調節池和接觸氧化池為反應主體，整個反應主體填充組合填料，其中水解酸(suan)彈性(xing)填(tian)料化段填(tian)充率為(wei)(wei)60%，水力(li)(li)負荷為(wei)(wei)0.78 m /( m3·d)；接觸氧(yang)化段填(tian)充率為(wei)(wei)75%，水力(li)(li)負荷為(wei)(wei)4.24 m3/( m3·d)；設(she)計處理能力(li)(li)100 m /d，運行(xing)期(qi)間(jian)實(shi)際平均進(jin)水量(liang)為(wei)(wei)89 t/d，進(jin)水方(fang)式為(wei)(wei)液位(wei)控制間(jian)歇進(jin)水，系統運行(xing)方(fang)式為(wei)(wei)間(jian)歇曝氣連續(xu)回流。
該(gai)(gai)工藝產生的(de)污泥(ni)量(liang)極小，自運(yun)行至今沒有(you)進行過污泥(ni)的(de)清掏。該(gai)(gai)項目已于2010年(nian)10月建成并投入運(yun)行，目前(qian)運(yun)行情況良好，出水水質(zhi)各項指標均達到設計要求(qiu)。
1.2 試驗水質與采(cai)樣
裝(zhuang)置從2010年10月(yue)建(jian)成后投(tou)入運行，進入生物掛膜(mo)階段，種(zhong)泥(ni)(ni)取(qu)(qu)自天津(jin)市咸(xian)陽路(lu)污(wu)水(shui)處理廠脫(tuo)水(shui)污(wu)泥(ni)(ni)，污(wu)泥(ni)(ni)投(tou)加量3%左右，經過1個多(duo)月(yue)的馴化、掛膜(mo)，11月(yue)底基(ji)本達到穩(wen)定(ding)[4]。于12月(yue)開始采樣分析，平均(jun)每10天取(qu)(qu)樣1次(ci)(ci)，連續測(ce)試6個月(yue)，共取(qu)(qu)樣18次(ci)(ci)。試驗期(qi)間進水(shui)水(shui)質見表1。
表(biao)1 進水(shui)水(shui)質各項指標 mg·L-1
1.3 測定項目及方法(fa)
CODcr：重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)法；BOD5：稀(xi)釋與接種法；SS：烘干稱(cheng)重(zhong)法；NH3-N：（Auto Analyzer3 Flowing Analyzer）；pH：pH-H J90B型酸度劑；TP：鉬(mu)酸銨分光光度法[5]。
2 結果與討論
2.1 有(you)機物的去(qu)除效果
CODcr去除效果見(jian)圖(tu)2。
圖2 COD 去(qu)除效果
運行(xing)結果(guo)顯示(shi)，盡(jin)管(guan)進水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)波動(dong)較(jiao)大，但日光(guang)型厭(yan)氧好氧一體化工(gong)藝(yi)對(dui)CODcr去除(chu)率穩(wen)定(ding)在(zai)62.2%～79.3%之間，平均(jun)為73.2%，平均(jun)出水(shui)(shui)(shui)CODcr＜60.3 mg/L。說明(ming)本工(gong)藝(yi)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)較(jiao)強的(de)(de)耐沖(chong)擊負荷，整個運行(xing)過程(cheng)中(zhong)，COD的(de)(de)去除(chu)率波動(dong)范圍較(jiao)小，說明(ming)回(hui)流技(ji)術的(de)(de)應用不僅(jin)具(ju)(ju)有(you)(you)(you)(you)調(diao)節進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質的(de)(de)作用，也(ye)保證了微生物(wu)對(dui)碳源的(de)(de)穩(wen)定(ding)利用，氣(qi)(qi)溫的(de)(de)驟然變化對(dui)本系統有(you)(you)(you)(you)一定(ding)的(de)(de)影響，低溫條(tiao)件(jian)，生物(wu)膜存在(zai)活性降(jiang)低的(de)(de)現象。對(dui)低碳氮比農村生活污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)去除(chu)效果(guo)表明(ming)，日光(guang)型厭(yan)氧好氧一體化工(gong)藝(yi)對(dui)進水(shui)(shui)(shui)負荷和冬季低溫環境均(jun)有(you)(you)(you)(you)較(jiao)強的(de)(de)適應能力，但仍要(yao)加強極端氣(qi)(qi)候條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)運行(xing)可靠性[6]。
2.2 NH3-N的去除效果
日光型厭氧好氧一體化工藝對NH3-N的去除始終維持在(zai)37.7%～59.9%之間(jian)平均(jun)為49.5%，平均(jun)出(chu)水NH3-N＜20.4 mg/L 見圖3。
圖3 NH3-N去除效果(guo)
雖然平均出水(shui)(shui)NH3-N濃度已(yi)達到設計(ji)要求，但去除率不(bu)高(gao)(gao)，其主要原(yuan)因(yin)可(ke)能是污水(shui)(shui)中的碳(tan)源(yuan)不(bu)足，雖然在工(gong)藝(yi)上采取(qu)了污泥回流技術，對進水(shui)(shui)的碳(tan)源(yuan)有(you)一(yi)定(ding)的補充，但仍沒(mei)有(you)從根(gen)本上改(gai)變進水(shui)(shui)C/N比(bi)例(li)失調的問題，從而使硝(xiao)化(hua)細菌沒(mei)有(you)足夠的碳(tan)源(yuan)利用，導(dao)致硝(xiao)化(hua)脫氨能力不(bu)強。在今(jin)后工(gong)作(zuo)中，可(ke)以(yi)嘗試補充碳(tan)源(yuan)或提高(gao)(gao)碳(tan)源(yuan)利用效(xiao)率兩個方面來提高(gao)(gao)脫氮效(xiao)果。
2.3 TP的去(qu)除效果(guo)
在間(jian)歇曝(pu)氣接觸氧(yang)(yang)(yang)化(hua)段生物膜處于有氧(yang)(yang)(yang)和缺氧(yang)(yang)(yang)交替狀態，這(zhe)給系統(tong)的(de)(de)除磷(lin)提供了(le)有利條件。運行期間(jian)，日光型(xing)厭氧(yang)(yang)(yang)好氧(yang)(yang)(yang)一(yi)體化(hua)工藝對污(wu)水中磷(lin)的(de)(de)去除率穩定在30.7%～70.3%，平(ping)均為(wei)56.1%，出水磷(lin)平(ping)均濃(nong)度＜2.7 mg/L。生物缺氧(yang)(yang)(yang)吸磷(lin)需要(yao)大量的(de)(de)碳源，污(wu)水中的(de)(de)碳源不(bu)(bu)足可(ke)能是磷(lin)去除不(bu)(bu)高(gao)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因。由于整個(ge)系統(tong)采用生物膜技術，污(wu)泥(ni)(ni)生成量大為(wei)減(jian)少，運行的(de)(de)6個(ge)月沒有進行排泥(ni)(ni)，這(zhe)可(ke)能是磷(lin)去除率不(bu)(bu)高(gao)的(de)(de)另(ling)一(yi)個(ge)原(yuan)(yuan)因，見圖4。
圖4 TP去除效果
2.4 SS的去除效果
由于采(cai)用的(de)是生物(wu)(wu)(wu)膜(mo)法，膜(mo)載體對(dui)懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)起到(dao)很好的(de)吸附、過(guo)濾(lv)作(zuo)用，同時，增加的(de)污泥回流也使進水中的(de)懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)迅速被污泥吸附，其中一部分(fen)形成生物(wu)(wu)(wu)膜(mo)，從數據分(fen)析看系(xi)統對(dui)SS的(de)去(qu)除率穩定在74.2%～86%，平(ping)均為79.3%，出(chu)水平(ping)均值＜26.7 mg/L。從而解決了常規工藝(yi)對(dui)分(fen)散型低(di)碳氮比農村生活(huo)污水中懸(xuan)浮物(wu)(wu)(wu)去(qu)除不理想這一難題，見圖5。
圖5 SS去除效果
3 結論
（1）日光(guang)型厭氧(yang)好氧(yang)一體化(hua)技術對低碳(tan)氮比農村(cun)生活污水(shui)(shui)有機物、NH3-N、TP、SS具有較好的去除效果(guo)。出水(shui)(shui)CODcr、NH3-N、TP、SS的平(ping)均(jun)濃度分別在60.3 mg/L、20.4 mg/L、2.7 mg/L、26.7 mg/L以(yi)下(xia)在穩定運行(xing)情況下(xia)對COD、NH3-N、TP和SS的平(ping)均(jun)去除率(lv)分別為73.2%、49.5%、56.1%和79.3%，出水(shui)(shui)達到天津市(shi)農村(cun)污水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)排水(shui)(shui)標準(zhun)，可作為農業灌(guan)溉等農業生產用水(shui)(shui)。
（2）日光(guang)型(xing)厭氧(yang)好氧(yang)一(yi)(yi)體化技術(shu)對(dui)生活污水中(zhong)氮、磷有一(yi)(yi)定去(qu)除(chu)(chu)能力。但系統(tong)碳源(yuan)不足成為脫氮、除(chu)(chu)磷效(xiao)果不理(li)想(xiang)的(de)主要因素，沒有及(ji)時排(pai)泥(ni)也可(ke)能是除(chu)(chu)磷效(xiao)果不佳(jia)的(de)另一(yi)(yi)個因素。
（3）日(ri)光型厭氧好氧一體化技(ji)術具有(you)不易堵塞、操(cao)作簡單(dan)、占地少、造(zao)價低、出水(shui)水(shui)質較好等優點(dian)，比較適合華(hua)北(bei)地區低碳(tan)氮比農(nong)村生活(huo)污水(shui)的處(chu)理(li)。不過在(zai)今后(hou)的研究和(he)實(shi)踐中要(yao)重點(dian)考慮(lv)外加碳(tan)源和(he)控(kong)制泥齡，保(bao)證系統(tong)的長期穩定(ding)運(yun)行和(he)迎接更(geng)高的排水(shui)要(yao)求。