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摘要：随着工业企业的发展与农村经济城镇化进程的加快，我国广大工业企业与农村地区生活污水造成的水环境污染问题日益凸显。为了有效改善日益污染严重的工业企业与农村水环境，解决现有生活污水处理装置出水效果差、运行不稳定、能耗高和自动化控制程度低等问题，进行了微动力生活污水处理装置的性能研究。研究结果表明，该装置对生活污水处理效果良好，在装置连续运行的 70 d 内，出水 CODcr、氨氮、总氮、总磷的最高质量浓度分别为 41.72、4.92、11.14 和 0.49 mg•L－1，浊度小于 9 NTU，出水水质指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002排放标准。
关键词：生活污水；微动力；脱氮除磷
生活污水是人民日常生活中排出的废水，主要来源于居住建筑、公共建筑和工业企业，如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等，生活污水排放前必须进行处理，城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺，处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，但是目前设备处理时因为大面积的过滤时容易堵塞过滤网，其次效率低下。
一、微动力生活污水处理装置
对于生活污水的处理，以前多采用无动力处理装置，但由于它存在系统污泥容易堵塞，处理效果欠佳等不足，现基本不再采用。近年来开发研制的微动力生活污水处理装置已广泛应用于生活污水处理，并得到用户的一致好评。微动力生活污水处理装置是湖南湘牛环保实业有限公司的专利技术。它由厌氧挡板反应区，接触氧化区和沉淀区组成。其中厌氧处理区为吸收消化国外先进技术而于近年开发的一种新型高效厌氧挡板反应器，与厌氧生物转盘相比．可省去转动装置；与升流式厌氧污泥床相比，其污泥流失量少，反应器启动时问短．运行稳定。好氧处理区为先进的接触氧化双膜好氧法，采用先进的填料，表面积大，易挂膜［1］。设备采用节能的水下曝气机，结合厌氧处理，能耗低。微动力生活污水处理装置结构如图：
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二、试验与方法
1、污水来源与水质。试验用水采用某污水处理厂经过格栅预处理后的实际生活污水，具体水质指标如表所示。
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2、试验装置和工艺流程。试验使用的新型微动力生活污水处理装置所用材料为厚度 10 mm 的碳素钢 Q235A，装置主体由生化反应区、污泥过滤区和出水槽等部分组合而成。生化反应区由内层反应区和外层反应区两个同心圆形池体组成，内层反应区由下部厌氧反应区和上部缺氧反应区组成，有效容积为 0． 36 m3，内置高效生物载体填料，填料体积为 0.16 m3；外层反应区为好氧反应区，有效容积为 1.05m3，内装高效生物填料，填料体积为 0.65 m3；污泥过滤区有效容积为 0.92 m3；整套装置以一台 75 W 的水泵作为动力源，其余均采用重力流的方式。新型微动力生活污水处理装置的工艺流程如图所示。
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经过格栅预处理后的实际生活污水通过多点进水的方式进入到内层反应区，采用水泵 + 射流器组合的方式将厌氧反应区内的污水吸至好氧反应区，同时吸入空气中的氧气，以保证好氧反应区内好氧微生物对于氧气的需求；好氧反应区内的泥水混合液靠重力内循环回流到缺氧反应区，缺氧反应区内的生活污水在重力作用下自流进入厌氧反应区，从而实现缺氧（A）－ 厌氧（A）－ 好氧（O）的连续循环；好氧反应区内的泥水混合液在重力作用下自流进入污泥过滤区，污泥过滤区内的部分活性污泥回流至好氧反应区补给生物量，剩余污泥则直接排放到系统外进行脱水处理，污泥过滤区的出水达标后经由出水槽排放。
三、结果与讨论
1、装置对 CODcr的去除效果。装置采用城市污水处理厂剩余污泥进行驯化培养，系统连续运行 15 d 后，装置出水 CODcr质量浓度基本稳定。当系统正常运行后，虽然进水 CODcr质量浓度（238．56 ～ 357．85 mg•L － 1）波动幅度较大，但是出水 CODcr质量浓度变化幅度不大，平均去除率达到 80．58%，已经符合排放标准。分段取样结果表明，经过厌氧生化区和缺氧生化区的处理后，出水平均 CODcr 质量浓度为103． 61 mg•L －1。由此可知，此区域内的生物降解作用对原水中有机污染物的去除效果较好，这可能是因为厌氧生化区和缺氧生化区之间存在一定程度的折流过滤、截留作用，使得原水中颗粒性有机污染物的水解酸化作用主要集中在此区域内，水解酸化的速度进一步提高；并且由于系统内的混合硝化液回流，进一步增加了此区域内的微生物数量，使得生物膜的降解和吸附作用得到了进一步提升。采用水泵 + 射流器组合的方式将厌氧反应区内的污水吸至好氧反应区，一方面射流器内吸入的氧气被高速剧烈紊动切割变成非常细微的气泡，由于气泡直径大幅度缩小，上升速度变慢，从而延长了氧气与水的接触时间，曝气溶氧效果和氧传质效率均得到增强；2、装置对浊度的去除效果。生活污水组成成分复杂，通常含有大量可降解的固体悬浮物、胶体物质和少量其他固体物质。浊度作为污水的感官性状指标，其数值越高，说明水中含有的悬浮物质越多，水质越差。在系统正常运行过程中，进水浊度在 63～86 NTU 之间波动，但是处理后的生活污水变得清澈透明，透视度也提高到了 1.0 m，出水平均浊度均小于 9 NTU。分段取样结果表明，经过厌氧生化区和缺氧生化区处理后，出水浊度明显降低，平均浊度为 32 NTU，去除率在 56．85% 以上。这主要是因为厌氧生化区和缺氧生化区内置的填料表面附着的活性污泥对于悬浮物质具有较好的吸附效果，大量的胶体物质和颗粒性物质被吸附和截留，有效地减轻了好氧反应区的水力负荷。经过好氧反应区好氧微生物的分解作用和生物膜的吸附作用，废水中的悬浮物质得到了更进一步的去除。由于本装置相比于传统生物法污水处理装置污泥产量少，污泥的沉降性能也更好（SVI 小于 100），经污泥过滤区沉淀处理后出水浊度基本等同于自来水［1］；同时由于装置污泥过滤区内的部分活性污泥回流至好氧反应区补给生物量，使污泥过滤区底部的活性污泥总量能够维持在较低浓度，进一 步保证装置的出水浊度。装置对 NH3-N 的去除效果新型微动力生活污水处理装置对氨氮（NH3- N）的去除效果，由装置对于废水中的 NH3-N 具有较好的去除效果，出水 NH3-N 的最高质量浓度为 4．92 mg•L －1，最低质量浓度为4．65 mg•L－1，平均质量浓度为 4．78 mg•L －1；氨氮的平均去除率都在 71．58% 以上，完全符合国家要求排放标准。分段取样结果表明，经过厌氧生化区和缺氧生化区处理后，NH3-N 的去除率基本都在56.34% 以上，质量浓度维持在 7．37 mg•L －1左右，这主要是因为装置内缺氧（A）－ 厌氧（A）－ 好氧（O）的连续循环，在厌氧氨氧化菌、硝化菌和反硝化菌协同作用下将氨氮转化为硝态氮、亚硝态氮和氮气。通过对好氧反应区活性污泥镜检发现，活性污泥中有数量较多的钟虫、轮虫、半圆表壳虫和累枝虫等微生物出现，说明此区域硝化细菌生长良好，废水中绝大部分 NH3-N 被转化为亚硝态氮和硝态氮，大量的亚硝态氮和硝态氮通过系统内回流至缺氧生化区发生反硝化反应，对待处理废水起到一定程度的稀释作用，同时也使缺氧生化区的 NH3-N 质量浓度大幅度降低，从而保证装置对 NH3-N 的去除效果。
参考文献：
［1］季亦强，刘贵祥，梅军，新型微动力生活污水处理装置 ［P］． 中国专利：2018，2019 － 07 － 23．
［2］魏复盛，寇洪茹，洪水皆．水和废水监测分析方法 ［M］．中国环境科学出版社，2018．
［3］刘剑，周听昌，普海清．结合 AAO 工艺的微动力技术处理农村生活污水工程设计实例 ［J］． 工业用水与废水，2019，50（4）：81 － 87．