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水解酸化及高效菌藻塘技术处理农村生活污水 应用研究及工程示范. 郭迎庆. 常州大学环境与安全工程学院 2010 年 5 月 21 日. 提纲. 1. 工程背景、目标及考核指标. 2. 示范工程的建设. 3. 示范工程的研究. 4. 结论. 太湖鼋头渚. 1.1 工程背景. 农村生活污水量大面广，是面源污染的重要组成部分。根据已有资料和现场初步调查可知，太湖地区农村生活水平较高，使用卫生洁具的农户所占比例较大；卫生洁具的排水一般排入自建的简易化粪池，大量污水不断渗入地下 , 农村水体环境总体较差。. 1.2 工程目标.
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水解酸化及高效菌藻塘技术处理农村生活污水应用研究及工程示范水解酸化及高效菌藻塘技术处理农村生活污水应用研究及工程示范 郭迎庆 常州大学环境与安全工程学院 2010年5月21日
提纲 1. 工程背景、目标及考核指标 2. 示范工程的建设 3. 示范工程的研究 4. 结论
1.1 工程背景 农村生活污水量大面广，是面源污染的重要组成部分。根据已有资料和现场初步调查可知，太湖地区农村生活水平较高，使用卫生洁具的农户所占比例较大；卫生洁具的排水一般排入自建的简易化粪池，大量污水不断渗入地下, 农村水体环境总体较差。
1.2 工程目标 示范区内生活污水经处理后COD去除率大于70%，氨氮去除率大于60%，TP去除率大于60%。
技术创新点: 1、综合运用生物生态学原理进行污水处理，形成生态链式的净化系统，并辅以人工强化，集成为适合农村的生活污水处理技术。 2、首次在菌藻芦苇塘前端增设水解酸化池作为预处理设施，用以改善进塘污水的可生物降解性，提高冬季低温条件下的污染物降解效率和集成工艺的运行稳定性。
2.1 示范工程的设计依据和原则 2.1.1 设计依据 ◆中华人民共和国水污染防治法； ◆城镇污水处理厂污染物排放一级Ｂ排放标准（GB18918-2002）； ◆《夏坊村村庄建设规划》（2005-2020）。
2.1.2 设计原则 ◆结合新农村试点规划，与地形地貌、自然条件相结合，与农村生态建设项目相结合。 ◆处理设施布置紧凑，尽量减少占地面积，坚持实用和美观相结合的总体布置原则；
◆选择相对成熟的工艺路线，设计流程简洁，处理效果稳定，操作运行管理方便；◆选择相对成熟的工艺路线，设计流程简洁，处理效果稳定，操作运行管理方便； ◆在确保达标排放的前提下，尽量通过优化设计降低工程投资及运转费用，减轻劳动强度。 ◆充分利用现有的水系，着重处理好水系绿化，水与人的活动的关系，形成丰富的村庄滨水景观。
示范区地理位置 常州市 武进区 前黄镇
示范地为武进区前黄镇夏坊村，占地约600亩，总居民人口约2000多人。示范地为武进区前黄镇夏坊村，占地约600亩，总居民人口约2000多人。
全村生活污水经污水管网收集后进入水解酸化池，以均匀水质水量，并通过微生物水解反应部分降解有机污染物，提高污水的可生化性；出水进入菌藻芦苇塘，进行生物生态协同处理；菌藻芦苇塘后接曝气鱼塘，利用作物鱼进一步去除悬浮物质澄清水质。全村生活污水经污水管网收集后进入水解酸化池，以均匀水质水量，并通过微生物水解反应部分降解有机污染物，提高污水的可生化性；出水进入菌藻芦苇塘，进行生物生态协同处理；菌藻芦苇塘后接曝气鱼塘，利用作物鱼进一步去除悬浮物质澄清水质。 2.2 污水处理工艺的选择
工艺流程 污 水 管 网 收 集 系 统 SS、COD高 粪便污水 水解酸化池 TN、氨氮高 菌藻塘 厨房污水 高效藻类塘 费用低 芦苇塘 洗衣污水 曝气鱼塘
2.3 工艺技术特点和优势 （1）将该村一天然芦苇地改造成菌藻芦苇塘，既节 约了用地，又降低了工程投资。 （2）污水经水解酸化预处理后提高了污水的可生化 性，提高了后续生化处理的效率。
（3）采用菌藻芦苇塘处理系统进行污水处理， 具有投资省、运行费用低、管理便捷等优点。（3）采用菌藻芦苇塘处理系统进行污水处理， 具有投资省、运行费用低、管理便捷等优点。 （4）整套工艺集污水去碳、脱氮、除磷为一体，对于太湖地区农村生活污水治理具有一定的借鉴和示范作用。
研究技术路线 示范地点的选择和农村生活污水排放状况调查 工艺选择及处理设施的设计与施工 处理设施的启动、运行及参数优化 磷去除效率及去除机理研究 氮去除效率及去除机理研究 启动及生物、物理化学特征 氮磷去除影响因素研究 工艺研究 处理设施在农村地区的推广应用
3.1 水解酸化池的预处理效果 经过水解酸化预处理后，污水中COD约可降低36％，另外，水解酸化池对进水中的悬浮物去除效果良好，实测结果显示，水解酸化池出水的SS全年平均只有51mg/L。
菌藻塘的启动——藻类培养 • 采用农村生活污水直接培养的方式对藻类进行培养和驯化，在水深为0.5m、流速为0.35m/s以及适宜的气候条件下约4天可培养成功。叶绿素a浓度为0.28mg/L，说明藻类数量丰富。
菌藻共生培养小结 • 菌藻共生系统在培养过程中存在藻类、好氧异养菌、亚硝酸菌、硝酸菌依次生长过程，当亚硝酸菌和硝酸菌达到平衡时，菌藻共生系统培养成熟。 • 菌藻塘培养简单、启动快，无需专业人员便可顺利完成启动，这种优点有利于其在农村地区的推广应用。
3.2 菌藻塘的处理效果 菌藻塘COD处理效果
由图可见，进水COD浓度月平均值在134～370mg/L之间变化，波动较大。出水COD的浓度全年平均值为75mg/L。污水经过菌藻塘处理后，从全年去除率趋势来看，菌藻塘对有机物的去除相对稳定，全年平均值为73％。由图可见，进水COD浓度月平均值在134～370mg/L之间变化，波动较大。出水COD的浓度全年平均值为75mg/L。污水经过菌藻塘处理后，从全年去除率趋势来看，菌藻塘对有机物的去除相对稳定，全年平均值为73％。
NH3-N的月平均进水浓度在50～90mg/L之间，出水浓度基本上保持在4mg/L以下，去除率较高。月平均去除率基本保持在90％以上，在寒冷的冬季和开春时节，去除率会有所下降。
水解酸化池出水TN浓度全年平均值为76.2mg/L。菌藻塘的出水TN浓度全年平均值为53.3mg/L，TN全年平均去除率为30％。总体看来，TN去除效果秋季好于春夏，冬季最差。水解酸化池出水TN浓度全年平均值为76.2mg/L。菌藻塘的出水TN浓度全年平均值为53.3mg/L，TN全年平均去除率为30％。总体看来，TN去除效果秋季好于春夏，冬季最差。
进水TP的年平均值为5.1mg/L。菌藻塘出水的TP浓度年平均值为3.8mg/L，TP的年平均去除率为25％。菌藻塘TP去除效果的总体趋势呈现出持续下降的趋势。
3.3 水生芦苇塘的处理效果 芦苇在生长过程中吸收水体中的氮、磷等营养物质。另外，芦苇具有发达的根系悬浮于上层水中，与污水接触面积较大，能大量吸附水体中悬浮固体和各种有机物，从而招致大量的浮游和底栖动物，通过食物链传递，将污水中的有机物、氮、磷等去除。
由于菌藻塘出水中的藻类较多，造成COD较高，影响出水水质达标。为降低出水的COD，通过在菌藻塘后端种植芦苇而产生对藻类的拮抗作用来达到藻类的分离，可作为菌藻塘的后续强化处理。由于菌藻塘出水中的藻类较多，造成COD较高，影响出水水质达标。为降低出水的COD，通过在菌藻塘后端种植芦苇而产生对藻类的拮抗作用来达到藻类的分离，可作为菌藻塘的后续强化处理。
菌藻塘进水中的DO值全年平均值为9.3mg/L，进入芦苇塘后，水中DO值急剧下降。这主要是由于有机物的生物降解、有机氮的氨化，NH３-N的硝化等均消耗DO，高的DO下降幅度说明微生物活动频繁。另一方面说明进水中的藻类在芦苇塘内受到了严重的抑制，对塘的复氧作用微乎其微。菌藻塘进水中的DO值全年平均值为9.3mg/L，进入芦苇塘后，水中DO值急剧下降。这主要是由于有机物的生物降解、有机氮的氨化，NH３-N的硝化等均消耗DO，高的DO下降幅度说明微生物活动频繁。另一方面说明进水中的藻类在芦苇塘内受到了严重的抑制，对塘的复氧作用微乎其微。
污水经过水生芦苇处理后，大量的藻类被去除，处理后出水的Chl-a浓度很低，全年平均去除率为86％。芦苇的除藻功能主要是由于其叶片能够阻挡阳光的辐射，抑制藻类的生长，使其腐烂，分解，沉淀。另外，污水流经芦苇时，芦苇的根系能过滤吸附藻类。污水经过水生芦苇处理后，大量的藻类被去除，处理后出水的Chl-a浓度很低，全年平均去除率为86％。芦苇的除藻功能主要是由于其叶片能够阻挡阳光的辐射，抑制藻类的生长，使其腐烂，分解，沉淀。另外，污水流经芦苇时，芦苇的根系能过滤吸附藻类。
与Chl-a去除相似，水生芦苇对SS的去除率平均为75%，出水SS平均为34.4mg/L。2009年3月份以后，SS去除效果提高，平均出水浓度只有11.7mg/L，平均去除率达93％。
芦苇塘进水COD随时间呈逐渐增加趋势，而出水COD则比较稳定。芦苇塘对COD去除率全年平均为70%。显示了水生芦苇对有机污染物有较好的去除能力。芦苇塘进水COD随时间呈逐渐增加趋势，而出水COD则比较稳定。芦苇塘对COD去除率全年平均为70%。显示了水生芦苇对有机污染物有较好的去除能力。
芦苇能进一步降低水中氮的浓度，这是由于芦苇的生长繁殖需要吸收水体中的无机氮，藻类的分解沉降能降低出水中有机氮的浓度。芦苇塘塘深达0.6m，具有兼性塘的特征，会存在缺氧层，利于硝酸盐氮的反硝化。芦苇能进一步降低水中氮的浓度，这是由于芦苇的生长繁殖需要吸收水体中的无机氮，藻类的分解沉降能降低出水中有机氮的浓度。芦苇塘塘深达0.6m，具有兼性塘的特征，会存在缺氧层，利于硝酸盐氮的反硝化。
芦苇塘对TP的全年平均去除率为25％。与系统TN去除的规律相似，TP的去除效果在季节变化上也是夏季好于秋季，冬季最差，但季节间的差别没有TN那样明显。
