农村生活污水分散式处理的技术开发应用

2.4.2 一体化净化槽的技术和结构特点

经过多年的基础研究，开发出了具有知识产权的净化槽，如图 1 所示.图 1(a)是净化槽流程简图，可以看出净化槽内部具有几个各自独立的功能区域.图 1(b)是加工好的大型净化槽成品，实现了装备制造的标准化和产业化，大大降低了产品的成本.

(b)  净化槽成品图

图 1 净化槽的流程简图和净化槽成品图

净化槽的填料和水力学行为，使这种生物膜反应器具备以下 3 个优点：

(1)平推流厌氧生物反应器和全混流好氧生物反应器一体化的系统设计，使进口处高浓度生活污水在第一段的平推流厌氧生物反应器中连续降解，不形成逆流，从而抑制高浓度污水进入低浓度区，增加抗冲击能力，有利于间隙排放的生活污水的处理.同时在净化槽之前借助水解槽将生活污水中的大颗粒物质分解成为小分子可溶态物质.

(2)生物膜滤床技术，在厌氧区和好氧区各增加一定量的滤床，对滤床种类、构造以及在设备中的安装方式进行优化设计，防止了填料的堵塞，有效发挥滤床固液分离作用、生物膜吸附作用以及生物降解作用，抑制冲厕水中的颗粒物流入低浓度区，进一步提高抗冲击性能力，实现高效处理.

(3)空间上的一体化技术，厌氧区、好氧区、沉淀区以及消毒区连为一体，两区共用一壁，污水以自流方式运动，不需要外加动力，节能减排.

整个装置中没有任何的金属构件，防止了内部腐蚀，增加了设备的寿命周期，而且采取地埋式的安装，冬天也能正常运行.因此完全可以做到无人值守，寿命周期可以达到 30 年.

2.4.3 单户型一体化净化槽示范效果

净化槽的开发必须要从实验室研究转化为实际的示范工程，本研究团队首先进行了单户型一体化净化槽的示范工程.农村单户型净化槽稳定运行 2 年后的处理效果照片如图 2 所示.在实际运行过程中，经历了气温的变化和夏季暴雨排水系统的多次返灌，但是处理效果没有受到影响，证明自主开发的净化槽抗冲击性很强，这主要是生物滤床的作用，完全避免了活性污泥法的缺点.

上述单户型净化槽稳定运行 7年后的处理效果照片如图 3 所示.期间从未停止运行，也没有对净化槽进行过人工清理，可以明显看到7 年后在第一段的厌氧区驯化出了有效的微生物以及特有的后生动物，将这些浮渣进行了消减，充分体现了该系统的抗冲击能力.

净化槽从自然启动到稳定运行期间的水质变化情况见表 2.启此净化槽的启动时间是 2008 年 8 月23 日，11 月 7 日取水分析，出水水质 BOD 5 相比原水有所降低，但仍然很高，然后立即投菌，11 月 15 日取水检测发现水质极为清澈透明，水质已达到了国家城镇污水排放标准一级 B 的要求.经过近 4 个多月的连续分析发现，处理效果和稳定性都很好，7 年后的数据分析也证明了本研究团队开发的净化槽完全可以用于单户型农家生活污水的处理，处理每吨水耗电量为 1.5,kW˙h.

表 2 投菌前后净化槽各段水样中 BOD 5 浓度随时间的变化

至今 3 台单户型净化槽已经连续运行了 8 年多，期间一直工作良好，真正实现了无人值守.农业部张桃林副部长、日本东京大学代表团和日本日立公司人员参观后都非常认可这项示范工程，同时该工程还获得全国农牧渔业丰收奖一等奖.

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