农村生活污水设备工艺原理及工艺对比分析

随着美丽乡村的建设，农村环境问题也日益严峻。但是农村生活污水基础设施并不完善，多数处理方式为直排或经化粪池处理后排放周边河道、坑塘或农田土壤，从而进一步污染周边环境，甚至危害人体健康。由于农村地势不平坦、农户分散、铺设管网困难，分散式农村一体化生活污水处理设备在农村污水处理中得到了广泛应用。但由于一体化设备处理工艺不一，出水也受到不同工艺参数的影响，今天我们就来了解农村生活污水设备工艺有哪些并进行对比分析。

污水处理一体化设备工艺

目前，活性污泥法较成熟的工艺有：A/O 脱氮法、A/O 除磷法、A2/O 法及其改进工艺及传统 SBR 系列工艺，包括 CASS 工艺和ICEAS 工艺等。

1.1 A/O 法

A/O 脱氮法即缺氧/好氧法，A/O 除磷法即厌氧/好氧法，污水在流经对应的功能区，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物和氮/磷得到去除，其流程简图如图 1 所示。

如图 1a 所示，在充足供氧条件下，NH4 被硝化菌氧化为NO -和 NO -，又可经反硝化细菌将 NO -和 NO -还原为N2，达到生物脱氮的目的。如图 1b 通过除磷机理的把握，将缺氧区改成厌氧区，有利于 TP 的去除，且在厌氧释磷过程中产生能量可加快有机物的降解，而后直接进入好氧区，形成“饥饿效益”，再通过污泥沉淀达到生物除磷的目的。

1.2 A2/O 系列工艺

1.2.1 A2/O 法

即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法，其流程见图 2。将厌氧池和缺氧池放入同一工艺路线中，发挥上述脱氮和除磷两者的优势，进一步提高了脱氮除磷的效果。该工艺路线简单,运行成熟良好，已被国内外广泛使用。

1.2.2 倒置A2/O 工艺(RAAO)

与 A2/O 相比，缺氧段位于工艺的首端，允许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统的脱氮能力;聚磷菌厌氧释磷后直接进入好氧环境，“饥饿效应”优势更突出，其流程见图 3。

1.2.3 UCT 工艺

与 A2/O 相比，混合液和污泥均先回流到缺氧池，有效防止硝酸盐氮和氧气直接进入厌氧池，再通过内回流从缺氧区回流至厌氧区，为厌氧段提供了最优的环境条件。其流程见图 4。

A2/O 系列工艺均是为了通过各回流或池体位置的改进，使各污染物在去除的过程中不相互干扰，甚至达到协同的处理效率，但在选择工艺或改进工艺过程中在考虑去除效率的条件下，还需考虑能耗。

1.2.3 SBR 系列工艺

该系列工艺是将 A2/O 系列工艺集于一个池体进行反应，减少了占地和污泥回流的程序，进一步从结构上优化了活性污泥工艺。也在不断地改进过程中将池体通过隔板隔开以提高工艺负荷。

1.2.3.1 SBR 工艺

SBR 工艺即序批式活性污泥法，该法集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池(进水—反应—沉淀—排水—闲置)，微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，无需污泥回流系统，其流程见图 5。

1.2.3.2 CASS 工艺

CASS 工艺即周期循环活性污泥法，是 SBR 工艺的一种变型。在前期增加了生物选择区和预反应区，能连续进水，提高了该池体的抗负荷能力。其流程见图 6。

1.2.3.3

ICEAS工艺 ICEAS 即间歇式循环延时曝气活性污泥法，与传统 SBR 相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，其流程见图 7。

各一体化设备工艺对比分析

上述阐述的污水处理工艺均是在传统的活性污泥法的基础上衍生转变而来，各具特色，又承接了活性污泥的机理。在生物处理过程中，微生物生存环境(F/M)是污染物去除效率最重要的因素。故污水处理工艺选择应充分考虑水质水量、经济条件及管理水平，优先选用具有技术成熟可靠、微动力、低投入、占地少等特点的污水处理工艺。

针对不同的水质水量和环境场地，选取适宜的处理工艺进行装备化是当前分散式农村生活污水处理的热点。各工艺进行比较，见表 1，A/O 系列工艺占地大，不能达到同时脱氮除磷的效果;SBR 系列则由于出水需采用滗水器，维护和建设成本高;这两个系列的工艺对经济落后、出水标准越来越严格的农村污水而言很少采用。对 A2/O 而言，尽管混合液和污泥需要回流，或回流影响一定的处理效果，但因其工艺成熟，能同时脱氮除磷，且可通过设备的结构设计和优化能提高污水处理效果而被广泛应用和改进，如在各池中添加各类生物填料等，已成为当前分散式农村生活污水一体化设备中的热门工艺。