SBR技術處理農村生活污水

隨著國家對新農村發展的重視及新農村建設扶持力度不斷加大，農村經濟不斷發展，農村水環境問題也受到越來越多的關注。由于我國大多數農村還沒有建設完整的排水管道及相應的污水處理系統，污水隨意排放，甚至有些直接排入河道，造成水環境污染。農村生活污水處理設施建設是社會主義新農村建設的基本要求，目前我國在農村污水治理方面還處于起步階段，亟待進一步發展。

　　1、農村生活污水主要來源及特點分析

　　1.1 農村生活污水主要來源

　　我國大部分地區的農村生活污水來源主要為以下幾個方面：農村生活污水(主要包括廁所、盥洗和廚房排出的污水)、小規模養殖過程中產生的污水以及垃圾堆放產生的滲濾液等。

　　1.2 農村生活污水特點分析

　　①受生活習慣、氣候條件、經濟發展水平以及排水系統等因素影響，各地區農村生活污水在水質方面存在一定區域性差別。COD、BOD5、SS、總氮以及氨氮、總磷等各主要污染物濃度因區域不同有較大差別。據有關分析統計，COD、BOD5、總氮、氨氮、總磷等濃度最高值與*低值的比值在10～20倍左右，SS濃度最高值與*低值的比值甚至到上百倍。

　　②農村人口居住較為分散，人口密度小，產生的可集中污水量較小，同時，水質、水量波動大，污水排放不連續，主要表現為農村生活污水所生產的水量主要集中在早上5:00～8:00，中午12:00～14:00，晚上17:00～20:00，各季節存在略微差異。③近年來，農村經濟發展較為迅速，但配套的污水處理設施發展相對緩慢，許多農村地區沒有配套污水處理設施或其他有效的污水處理手段，且由于缺少對農村生活污水的有效控制和管理，農村生活污水直接排入自然水體，造成水環境污染和破壞，影響了村民居住衛生環境。

　　通過以上分析可知，農村生活污水具有污水量少且分散，水質、水量波動性大等特點，有一定治理難度。此外，我國在農村污水治理方面還處于起步階段，排水管網不健全，農村基礎設施資金短缺且管理水平和人員技術水平較低，因此，所選農村污水處理工藝應考慮兼顧以下幾個方面：①所選工藝應滿足抗沖擊負荷能力強、處理高效、能耗小且運行管理方便，操作簡單等;②宜就近單獨處理達標后排放;③在農村污水處理工藝選擇過程中，應結合當地農村發展情況和農村可利用的農田，因地制宜，在污水處理工藝選擇上將污水處理與符合當地條件的再生利用相結合，實現水資源的良性循環。

　　2、農村分散式污水處理的研究進展

　　污水處理領域處理農村生活污水的工藝種類繁多，按處理原理劃分，可分為以下三大類：物理處理技術、化學處理技術和生物處理技術。

　　2.1 物化處理技術

　　物理處理技術是利用物理作用分離出污水中污染物的去除技術，其中，沉淀、氣浮、過濾、蒸發、結晶以及膜處理技術等都屬于物理處理技術。由于污水中除SS外，還有COD、氮、磷等污染物，物理處理技術一般可作為污水生物處理的預處理措施，提高處理效率，或用于污水深度處理的處理措施，進一步去除水中SS以提高出水水質標準。根據農村生活污水水質情況來看，單獨物理技術很難使水質達標排放。

　　2.2 化學處理技術

　　化學處理技術通過化學反應作用來分離和回收利用污水處理懸浮、溶解或膠體狀態的各污染物質。化學處理的主要方法有混凝、電解、中和、萃取、吸附、離子交換以及電滲析等。在水處理行業，化學處理技術更多應用于工業廢水的處理以及廢水再生利用處理。

　　2.3 生物處理技術

　　生物處理技術主要通過微生物的新陳代謝作用分解轉換污水中的有機污染物(主要呈溶解和膠體狀態)，使其轉化為穩定的無害物質。生物處理技術主要分為好氧生物處理(利用好氧微生物作用)和厭氧生物處理(利用厭氧微生物作用)兩大類。其中，好氧生物處理技術廣泛應用于城鎮污水處理和有機工業廢水處理領域，而厭氧生物處理技術一般多用來處理污染物濃度較高的有機污水，同時也用于處理污水處理過程中產生的污泥。

　　由于污水中的污染物種類繁多，采用任何一種處理技術很難達到凈化污水的效果和排放標準的要求，往往需要上述幾種方法組合才能處理不同性質的污染物。在選擇農村污水處理工藝時，要結合各地實際情況，因地制宜，通過綜合分析選擇適合當地的污水處理工藝。

　　3、S*R(序批式活性污泥法)工藝在生活污水處理中的應用

　　3.1 S*R工藝概述

　　S*R工藝是傳統活性污泥法的變形工藝，反應機理和對污染物的去除機制與傳統的活性污泥法基本一致，但操作工況不連續，污水間歇式地、周期性地進入S*R反應器中，按時間順序在各周期內循環進行不同的處理工序或功能狀態，因此，S*R序批式活性污泥法又稱為間歇式活性污泥法。S*R工藝在每個周期內的運行工序包括以下5個階段：①進水階段;②反應階段;③沉淀階段;④排水階段;⑤閑置階段。

　　5個階段組合形成一個運行周期，各個階段的運行反應時間、反應器內的混合液體積變化情況以及各階段運行狀態等，都可以根據污水實際的進出水水質情況以及工藝運行功能要求等進行調整，工藝操作靈活。采用時間分割操作代替空間分割操作，利用靜置沉淀代替動態沉淀，在運行上實現了有序和間歇操作結合。

　　3.2 S*R工藝特點及農村污水處理合理性分析

　　3.2.1 工藝簡單、操作靈活。

　　基建和運行費用低，符合分散式小規模農村污水處理的工藝要求。由于S*R主體工藝只設有一個間歇式反應器，所有反應均在反應器中進行，不需另外設沉淀池，也無需設置污泥回流系統，系統內構筑物數量較傳統活性污泥處理工藝少、占地面積少、基建費用低;S*R工藝的反應沉淀均在一個反應器中進行，活性污泥混合液在沉淀階段留在反應器中繼續進入下一處理周期使用，不需要設置污泥回流系統，節省回流運行能耗及相應運行管理費用。正如前面所說，農村生活污水量少且分散，農村基礎設施資金短缺，而S*R工藝因其較小的占地面積以及較低的基建運行費用在處理農村污水方面有著不錯的應用前景。

　　3.2.2 抗沖擊負荷能力強。

　　對進水水質和水量變化適應性強、耐沖擊負荷高，符合農村污水處理工藝抗沖擊負荷能力強、處理高效的要求。因為S*R工藝在進水前，反應池內已有上一反應周期內沉淀階段留存的高濃度活性污泥混合液。若是在進水過程中進行曝氣(即非限制性曝氣)，反應器中微生物濃度和基質(有機污染物)隨著時間變化而變化，廢水中污染物去除情況則由反應時間決定，因此，工藝對有毒物質或高濃度有機污染物污水具有較高的耐沖擊負荷;若在進水階段結束后再進行曝氣(即限制性曝氣)，進水與反應器中上一周期剩余的部分處理水一起起到循環和稀釋作用。S*R工藝耐沖擊負荷的特點對有效處理有一定波動性水質、水量的農村生活污水，確保工藝穩定運行起到很好的保證作用。

　　3.2.3 靜止沉淀效果好，污染物去除效率高。

　　S*R的沉淀階段在近似于理想靜沉條件下進行的，沒有進出水流的干擾，避免了短流和異重流的出現，因此，在沉淀過程中，固液分離效果好，同時剩余污泥含水率低，濃縮污泥含固率可達到2.5%～3%，為后續污泥處置提供了良好的先決條件。

　　3.2.4 脫氮除磷效果好，不易出現污泥膨脹。

尤其針對限制曝氣的S*R工藝，在反應階段從時間上呈理想的推流狀態，即污染物基質的質量濃度梯度大，并且缺氧、厭氧與好氧狀態交替進行，能夠有效進行脫氮除磷反應，并且利于菌膠團細菌的增殖，抑制專性好氧絲狀菌過量繁殖，所以說按非限制性曝氣方式運行的S*R工藝是防止污泥膨脹的最好工藝。

　　3.3 SBR工藝的改進發展與應用現狀

　　截至目前，國內外對S*R工藝特性、設計參數、污染物去除效果等各方面研究取得了大量研究成果，為S*R工藝的發展應用提供了很好的理論和實踐依據，同時，在工程應用實踐中，通過不斷改進和發展，S*R工藝逐漸衍生出各種新的變型工藝，包括ICEAS、CASS、DAT-IAT等典型工藝。

　　3.3.1 ICEAS工藝。

　　ICEAS(IntermittentCyclicEx?tendedAeratlonSystem)工藝的全稱為間歇循環延時曝氣活性污泥工藝，是S*R變形工藝中*經典的一種工藝形式，與傳統的S*R相比，最大的特點是在反應器的進水端增加了一個預反應區，運行方式從宏觀上表現為連續進水(在反應器的沉淀階段和排水階段繼續進水)間歇排水。運行上不用周期性控制進水流入反應器。因此，這種系統在處理市政污水和工業廢水方面比傳統的S*R系統管理更方便、更節省成本。