厭氧-人工潛流型濕地技術(shù)

近年來，未經(jīng)處理的農(nóng)村生活污水隨意排放進(jìn)入河流、水庫、湖泊等水體，導(dǎo)致不同程度的水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響了人們的身體健康和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)有的集中式污水處理方式不太適合農(nóng)村生活污水，因此，尋求一種經(jīng)濟(jì)、有效、簡易的農(nóng)村生活污水處理工藝變得極為迫切。而具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低和效果良好等優(yōu)點(diǎn)的人工濕地被廣泛用于農(nóng)村生活污水處理。人工濕地是生態(tài)工程技術(shù)的一種，它遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量利用原理，是通過模擬自然濕地的結(jié)構(gòu)和功能選擇一定的地理位置與地形，根據(jù)人們的需要人為設(shè)計(jì)與建造的濕地。

1 工程概況

1．1 項(xiàng)目背景

山下村位于寧波鄞州西部山區(qū)，臨國家AAAA級五龍?zhí)讹L(fēng)景區(qū)，四面青山環(huán)抱，風(fēng)景秀麗。當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)儆趯賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候，因?yàn)l臨東海又帶有海洋性氣候特征，年平均氣溫16．2℃，極端氣溫最高40．8℃，最低-8．8℃。全村區(qū)域面積506畝（1畝≈666．7m2），常住戶數(shù)200戶，500人，但缺少排污設(shè)施，更沒有專門的污水收集處理設(shè)施，全村生活污水只經(jīng)過化糞池直接排放到小溪或河流，污水處理率基本為零，水環(huán)境污染情況較為嚴(yán)重。

為了改善現(xiàn)有的人居環(huán)境，興建山下村新村生活污水分散式生態(tài)處理工程。工程服務(wù)范圍為山下村區(qū)域，主要由污水收集系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)兩部分組成。

1．2 進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

按目前流域匯水范圍、規(guī)劃資料，外排的污水經(jīng)處理后應(yīng)執(zhí)行國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村地區(qū)生活污水排放量計(jì)算應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、衛(wèi)生設(shè)施水平和排水系統(tǒng)等因素綜合考慮，一般排水量按照用水定額的80％計(jì)算（根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》）。山下村新村污水設(shè)計(jì)處理規(guī)模為50m3／d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)見表1。

 

2 工藝設(shè)計(jì)

2．1 工藝選擇

根據(jù)農(nóng)村污水水質(zhì)特點(diǎn)：污水以有機(jī)污染為主，BOD／COD＝0．5，可生化性好；重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；污水中主要污染物指標(biāo)為BOD、COD、SS等，結(jié)合現(xiàn)有的污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，根據(jù)國內(nèi)已運(yùn)行的小型污水處理站的調(diào)查和要達(dá)到確定的治理達(dá)標(biāo)，農(nóng)村地區(qū)的污水處理須具有操作管理簡單易行和運(yùn)行費(fèi)用低廉的特點(diǎn)，確定采用“人工濕地污水處理系統(tǒng)”為主體工藝，利用原住戶的化糞池作為一級厭氧池，通過多級厭氧池對污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行多級消化后進(jìn)入人工潛流濕地，污染物在人工濕地表下流動，經(jīng)過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除，保溫效果好、負(fù)荷高、處理效果受氣侯的影響小。本工藝由預(yù)處理單元和濕地單元組成，即厭氧-人工潛流濕地工藝。

2．2 處理工藝流程

污水經(jīng)管網(wǎng)收集直接進(jìn)入格柵，除去部分雜質(zhì)（主要去除其中較大雜物和起泡物），雜質(zhì)由人工定期清理，外運(yùn)填埋或作為農(nóng)肥；其余污水進(jìn)入?yún)捬醭?，部分難分解污染物被降解，最后進(jìn)入人工濕地，污染物在人工濕地內(nèi)經(jīng)過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除，出水排入穩(wěn)定塘，用于農(nóng)作物澆灌或達(dá)標(biāo)直接排放。工藝流程見圖1。

 

2．3 各工藝段設(shè)計(jì)參數(shù)

厭氧-人工濕地工藝主要構(gòu)筑物由格柵池、調(diào)節(jié)池、厭氧池和人工潛流濕地池構(gòu)成，占地面積共105m2。詳細(xì)參數(shù)見表2。

 

人工濕地分前段布置區(qū)和后段布置區(qū)兩段。前段布置區(qū)由上而下分別是植物-20cm厚的粗砂層-過濾層-上排支管-50cm厚的13～25cm礫石層-下排支管-30m厚的13～25cm 層礫石層-10cm厚的C20素混凝土-防水層。后段布置區(qū)由上而下分別是植物-30cm厚的粗砂-上排支管-20cm厚粗砂層-過濾層-20cm瓜子片-下排支管-30m厚的13～25cm礫石層-10cm厚的C20素混凝土-防水層。粗砂層主要作為濕地植物的種植層，同時(shí)在冬季起到保暖防凍的作用；過濾層、礫石層為污水的主要流經(jīng)層，也是濕地植物的根系層，即生物凈化污水的主要區(qū)域

3 處理效果

該工程建完后，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，于2012年10月對出水指標(biāo)進(jìn)行了連續(xù)采樣檢測，處理效果：厭氧池-人工潛流濕地技術(shù)COD、BOD5、SS、NH3-N 和TP 的平均去除率分別為71．7％、88．7％、83．5％、73．8％和88．2％，處理出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。檢測結(jié)果見表3。

 

4 運(yùn)行管理

人工濕地工程需要有完善的運(yùn)行管理制度，要有后期良好的運(yùn)行和管理，才能得到良好的效益。否則很可能會形成“建一個廢一個，廢一個死一個”的尷尬局面。定期（每季度1次）對格柵井、接觸氧化渠、人工濕地及相關(guān)溝渠進(jìn)行清理與維護(hù)；并定期對人工濕地內(nèi)雜草、病蟲害以及植物殘?bào)w進(jìn)行清理，對人工濕地內(nèi)的植物進(jìn)行收割和換茬，以防止填料堵塞或板結(jié)；必要時(shí)嚴(yán)寒的冬季要采取保溫措施。

人工潛流濕地受氣候影響較小，在寒冷的冬季可采取降低進(jìn)水負(fù)荷（水量），加大水深，在床體表面覆蓋一些材料如塑料薄膜、冰雪、稻草、碎木片等，可以使?jié)竦叵到y(tǒng)更少受低溫氣候的影響。

人工濕地工程運(yùn)行或設(shè)計(jì)不當(dāng)很容易造成工程表面板結(jié)和堵塞，其主要原因是進(jìn)水中不可降解無機(jī)懸浮物含量過高，被截留但未被降解的有機(jī)SS，生物膜的生長及老化脫落造成在基質(zhì)顆粒間長期累積，從而降低了水力傳導(dǎo)性，影響了濕地的處理效果，所以必須嚴(yán)格控制進(jìn)入濕地系統(tǒng)的污水懸浮物負(fù)荷，或者定期翻動表面基質(zhì)。

5 結(jié)語

人工濕地污水處理系統(tǒng)是一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，它應(yīng)用生態(tài)學(xué)的物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。它具有良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，是一種較好的廢水處理方式，比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大，管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水，如我國農(nóng)村及小城鎮(zhèn)的污水處理。采用厭氧池＋人工潛流濕地工藝處理農(nóng)村生活污水，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)，且優(yōu)于《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084-2005），可以用于農(nóng)作物灌溉。