三、一體化工藝示范工程

1、工藝簡(jiǎn)介

根據(jù)昆山市環(huán)保局對(duì)錦溪鎮(zhèn)水環(huán)境治理及新農(nóng)村建設(shè)的具體要求，結(jié)合錦溪鎮(zhèn)人民政府的統(tǒng)一部署，為建設(shè)“生態(tài)錦溪”、“人居錦溪”，實(shí)施了水污染環(huán)境整治工程。2011 年，昆山市錦溪污水處理廠與光大環(huán)?？萍及l(fā)展（北京） 有限公司合作，實(shí)施昆山市錦溪鎮(zhèn)分散型污水處理示范工程，以實(shí)現(xiàn)錦溪鎮(zhèn)水環(huán)境整治效果。

本示范工程規(guī)模為50 m³/d，占地面積為300㎡，工程納污戶數(shù)150 戶，總?cè)藬?shù)為450人，污水主要來源是居民廚房污水、浴室洗澡污水及其他公共場(chǎng)所的沖廁污水等。

根據(jù)農(nóng)村生活污水特點(diǎn)，采用集水井+ PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化處理裝置+ 人工濕地工藝。

依據(jù)《江蘇省昆山市錦溪鎮(zhèn)污水收集工程可行性研究報(bào)告》，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表1，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002） 一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

2、工藝去除能力分析

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范推薦數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化中試設(shè)備理論設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)制作完成的中試設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行，對(duì)運(yùn)行水樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用流量、進(jìn)出水pH 值、OＲP、水溫、主轉(zhuǎn)子電機(jī)及回流泵運(yùn)行時(shí)間等作為在線24 h 測(cè)量的指標(biāo)，數(shù)據(jù)記錄存檔;水質(zhì)指標(biāo)如COD、BOD5、總磷、氨氮、總氮及生物膜鏡檢等均在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。

根據(jù)上述研究方法和技術(shù)手段，依靠在線儀表、便攜式儀表以及實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析等方法，以錦溪鎮(zhèn)三聯(lián)村、狹港村、南前村的一體化污水處理裝置進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)為研究對(duì)象，按照時(shí)間規(guī)律，記錄匯總監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并加以分析。

數(shù)據(jù)來源主要是2012 年工藝運(yùn)行進(jìn)、出水水質(zhì)，根據(jù)三個(gè)村的進(jìn)水和總出水?dāng)?shù)據(jù)作圖分析比較工藝運(yùn)行效果。

3、COD去除效果

通過實(shí)驗(yàn)方法分別測(cè)得三聯(lián)村、狹港村和南前村的進(jìn)、出水COD值，并計(jì)算得出各村的COD去除率。

進(jìn)水COD濃度基本保持在100～ 250 mg/L，屬于典型的蘇南農(nóng)村生活污水水質(zhì)，經(jīng)PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置+ 人工濕地組合工藝處理后，出水COD基本能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，即COD≤50 mg/L，三個(gè)村子出水除了南前村在2011 年12 月14 測(cè)得COD數(shù)據(jù)為58 mg/L 之外，其余均小于50 mg/L，而且基本穩(wěn)定在（25 ± 5） mg/L 左右，處理效果良好。

通過比較總進(jìn)、出水?dāng)?shù)據(jù)，求得組合工藝在2012 年的COD去除率，可以看出COD去除率一般維持在百分之九十左右，這與一體化裝置生物轉(zhuǎn)盤的螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，這種設(shè)計(jì)大大增加了生物盤片的比表面積，維持高的微生物濃度，提高了處理效率。三個(gè)村子之間COD去除率差異較小，觀察其出水COD濃度發(fā)現(xiàn)，在相同的季節(jié)里，濃度差異很小。但隨著時(shí)間的變化，COD的去除率變化較大，一般而言，溫度較高，去除效果會(huì)較好，但溫度過高如5 月—8 月，去除率大約下降百分之五。因?yàn)樵谖鬯M(jìn)入一體化裝置后，生物轉(zhuǎn)盤上生物膜的處理能力、微生物的活性都與溫度有密切關(guān)系，但PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化處理裝置有加蓋設(shè)施，可適度減弱溫度對(duì)去除效果的影響。綜合可見，該組合工藝能很好地處理COD，使出水COD指標(biāo)完全滿足城鎮(zhèn)污水處理廠一 級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

4、氨氮去除效果

PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化污水處理裝置前段是具有脫氮功能的缺氧池，在工藝運(yùn)行過程中，將初沉池出水、回流提升的硝化液及二沉池回流污泥混合，完成反硝化過程，達(dá)到脫氮的目的。三個(gè)村的進(jìn)水NH3-N 濃度變化趨勢(shì)基本相同，均保持在30 mg/L 左右，經(jīng)組合工藝處理后，出水NH3-N 濃度大大降低，三聯(lián)村平均出水NH3 －N 濃度為4.08 mg/L，狹港村為3.37 mg/L，南前村為3.9 mg/L，均低于一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)上限（5 mg/L）。

根據(jù)進(jìn)、出水NH3-N 監(jiān)測(cè)值計(jì)算得每一時(shí)期氨氮的去除率。分析得PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化處理裝置+ 人工濕地對(duì)氨氮去除能力強(qiáng)，去除率低為百分之七十二，高可達(dá)到百分之九十六。PDS 一體化裝置脫氮主要取決于生物轉(zhuǎn)鼓的盤片設(shè)計(jì)，此生物盤片上可以生長(zhǎng)存活時(shí)間長(zhǎng)的微生物，污泥齡長(zhǎng)，故硝化菌和反硝化菌可大量生長(zhǎng)，使脫氮更完全。隨著工藝的不斷運(yùn)行，脫氮效率也逐步提高，說明組合工藝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)適應(yīng)性變強(qiáng)。脫氮過程主要發(fā)生在缺氧區(qū)，因此該區(qū)的溶解氧濃度控制非常重要，同時(shí)保證生物轉(zhuǎn)鼓處的溶解氧，這部分需要適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速以使生物膜與空氣接觸充分，氧傳遞正常才能保證硝化反應(yīng)進(jìn)行，繼而增加脫氮的效率。人工濕地同樣具有脫氮的功能，其借助于填料、挺水植物、土壤和微生物的綜合作用，吸收轉(zhuǎn)化部分氨氮，降低水中氨氮濃度。

5、總磷去除效果

脫氮除磷是處理農(nóng)村生活污水的主要目標(biāo)，農(nóng)村生活污水中的磷含量相對(duì)較高，要將其妥善處理以達(dá)到一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)存在難度。PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置+ 人工濕地組合工藝對(duì)TP 有良好的去除作用。

進(jìn)水TP 一般為1.5 ～ 3 mg/L，符合農(nóng)村生活污水的水質(zhì)特性；經(jīng)組合工藝處理出水TP 平均濃度為0.28 mg/L，且全部低于0.5 mg/L，達(dá)到一 級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)，可見PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置+ 人工濕地的組合工藝具有良好的除磷效果。三聯(lián)村、狹港村及南前村的TP 去除率見表4，去除率可達(dá)到百分之九十二，平均去除率高達(dá)百分之八十六，全年TP 去除率一直保持很高水平，證明該組合工藝適合蘇南農(nóng)村生活污水處理。

磷的去除主要分為生物除磷和化學(xué)除磷，在此組合工藝中生物除磷發(fā)揮主要作用，生物轉(zhuǎn)鼓上的生物膜對(duì)磷進(jìn)行截留過濾，聚磷菌進(jìn)行聚磷，之后磷隨生物膜脫落而沉淀到污泥中，進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，通過植物的根系吸收、土壤的攔截、化學(xué)沉淀吸附及微生物的代謝等作用，大大降低水中磷濃度，使出水總磷達(dá)到一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

6、人工濕地處理能力

為了驗(yàn)證PDS 一體化污水處理裝置的處理性能及人工濕地的處理能力，對(duì)三聯(lián)村的一體化裝置出水和組合工藝總出水分別進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析，對(duì)出水COD、NH3-N 及TP 分別求取去除率進(jìn)行了分析比對(duì)。

組合工藝中除了生物轉(zhuǎn)鼓上生物膜的截留與微生物的同化可以去除污染物外，人工濕地也起到了很大的作用。對(duì)于COD來說，PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置的平均去除率可達(dá)到百分之六十六，而增加人工濕地后COD去除率平均高達(dá)百分之八十五，提高了將近百分之二十；

對(duì)氨氮的去除效果也明顯增強(qiáng)，去除率增長(zhǎng)到百分之八十六；

而變化明顯的是TP 的去除，從三聯(lián)村的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置出水TP 平均為1.17 mg/L，高于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)的TP 指標(biāo)值，但增加人工濕地強(qiáng)化處理設(shè)施后，出水TP 均低于0.5 mg/L，平均值為0.28mg/L，TP 去除率也增加到百分之八十八，可見人工濕地對(duì)TP 的去除效果尤為明顯。經(jīng)水平及垂直流人工濕地與潛流及自由水面流人工濕地的強(qiáng)化復(fù)合，增強(qiáng)了植物、填料、土壤及微生物的凈水作用，使出水COD、氨氮及TP 濃度大大降低。

五、結(jié)論

1、PDS 轉(zhuǎn)鼓式一體化裝置+ 人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水有很明顯的處理能力，其中對(duì)COD去除率可達(dá)百分之九十，且處理后平均出水COD為28 mg/L，平均出水NH3-N 為3.8 mg/L，平均出水TP 為0.28 mg/L，出水水質(zhì)完全符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002） 一 級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，可見該組合工藝適合于處理農(nóng)村生活污水。

2、經(jīng)PDS 一體化裝置后出水濃度分別為63、7.25、1.17 mg/L；

在增加了人工濕地運(yùn)行后，COD、NH3-N 及TP 的平均去除率均有提高，出水濃度分別減少為27、4.08、0.28 mg/L。

可見人工濕地很大程度上提高了該組合工藝的綜合處理能力，特別是TP 的去除率提高了百分之三十左右，使出水TP 濃度遠(yuǎn)低于一 級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)的0.5 mg/L。