村镇低浓度生活污水现状及处理技术分析

村镇低浓度生活污水现状及处理技术分析
近年来，我国农村和乡镇面临的环境污染问题日益突出，村镇污水处理率较低的问题备受关注。目前村镇污水厂的进水有机物浓度较低，出水水质难以稳定达标。为此，详细阐述了村镇污水厂的低浓度生活污水现象，分析了低浓度生活污水现象的成因及其危害，并建议按照如下3种情况分别处理：
1)采取系列措施预防低浓度生活污水现象的出现；2)将现有传统活性污泥法工艺改造成MBBR工艺；3)对于尚未建成污水处理厂的地区，建议考虑SBR、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池等工艺。
2014年以来，国务院先后印发了《国务院办公厅关于改善农村人居环境的指导意见》(国发〔2014〕25号)、《国务院关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》(国发〔2016〕8号)，以及《国务院办公厅关于创新农村基础设施投融资体制机制的指导意见》(国办发〔2017〕17号)、《农村人居环境整治三年行动方案》，均明确指出加快农村环境综合整治，加强农村污水收集处理设施建设。
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在农村和乡镇污水处理设施建设不断推进的同时，许多地方暴露出进水有机物浓度过低的问题，严重影响了污水处理设施正常运行效果，且并未得到研究人员的充分重视。为防止低浓度生活污水进一步影响污水处理厂(站)设计处理能力的正常发挥，本文就这一问题进行了探讨，提出了相应的应对策略，对于低浓度村镇生活污水的处理具有一定的指导意义。
1 低浓度生活污水现象
低浓度生活污水，主要是指污水处理厂(站)进水有机物浓度低于典型生活污水的有机物浓度，即ρ(COD)<250 mg/L、ρ(BOD5)<100 mg/L[1]。我国村镇污水处理厂(站)、城市污水处理厂均存在低浓度生活污水的现象。
例如，张静等[2]就巢湖流域内19个已建成运行的村镇污水厂进行调研后发现，16个村镇污水厂的进水ρ(COD)<100 mg/L；周晓莉等[3]监测江苏省20个村级生活污水处理设施1年后发现，进水ρ(COD)年平均值为154.6 mg/L，全年进水ρ(COD)<100 mg/L的样本占总数的61.9%。
此外，1999年有文献报道[4]南方多个城市污水处理厂的实际运行水质远低于设计值，为设计值的1/2～1/3；截至2014年末，湖南省已运行的138座城镇污水处理厂中，90座污水厂的进水ρ(COD)<200 mg/L，25座进水ρ(BOD5)/ρ(COD)<0.3[5]。
邱鸿荣等[6]对广东省60多座污水处理厂调查后发现，40多座污水厂存在进水有机物浓度过低的现象，其中23座进水ρ(COD)<100 mg/L，10座污水厂进水ρ(COD)<60 mg/L；南昌中心城区5座污水处理厂投入运行后，也普遍存在实际进水水质远低于设计值、进水有机物浓度偏低(ρ(COD)<200 mg/L，ρ(BOD5)<100 mg/L)的现象[7]。
可见，低浓度生活污水问题存在已久，且一直没有得到彻底解决，其严重阻碍了采用传统活性污泥法的污水处理厂(站)设计处理能力的正常发挥。
1.1低浓度生活污水危害
对于采用传统活性污泥法的污水处理厂(站)而言，低浓度生活污水的影响主要体现在以下3个方面：
1)低浓度生活污水会影响微生物的生长和繁殖。活性污泥长期处于饥饿状态，将导致微生物的活性下降，甚至因微生物的内源呼吸作用，反应器内活性污泥出现负增长。2)低浓度生活污水会影响污水厂二级生物处理工艺的脱氮除磷效果。反硝化和生物除磷均需有机碳源，因低浓度生活污水中可被微生物利用的有机碳源较少，反硝化菌和聚磷菌对有机碳源的竞争更加激烈，往往导致出水TN和TP无法达标。解决出水TP超标的问题尚可通过辅助化学除磷的方式，但要实现出水TN达标不易，有时甚至也无法满足排放标准。3)低浓度生活污水容易导致污泥膨胀。有机物浓度较低的条件下，菌胶团的生长速率低于丝状菌的生长速率，此时传统活性污泥法容易发生污泥膨胀，使出水水质恶化[8]。
1.2低浓度生活污水成因
低浓度生活污水的成因是多方面的，可归结为两大类：1)有机污染物浓度较低的水进入污水管道，起到了一定的稀释作用。2)本应通过污水管道进入污水厂(站)的污染物，被处理或截留在污水厂(站)外。