人工湿地稳定塘工艺无动力生态处理农村生活污水工程实践

人工湿地+稳定塘工艺无动力生态处理农村生活污水工程实践浙江淳安县某农村位于千岛湖畔，依山而建，每年排出大量的生活污水，未经处理直接排放至山下地势低洼的水塘内，已造成该水塘严重的淤积和富营养化。同时，水塘出水排入千岛湖中，对水体构成了严重的威胁。根据新农村建设和保护千岛湖水源的需要，必须对该村农村生活污水进行治理。由于该污水的来源范围较广，包括该村农户的生活污水、位于该村的乡政府的生活污水以及某中学排放的大量生活污水；水质水量季节性波动幅度也较大，夏天由于淋浴等水量很大，冬天水量相对较小；污水中含有人畜的排泄物，因此，氨氮含量较高，且含有一定的细菌，给污水处理带来了一定的困难。根据相关经验［1〜3］，结合农村经济实际情况，采用人工湿地+稳定塘的工艺对其进行无动力生态处理，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准。1工艺设计设计水质和水量废水的设计水量为40t/d，污水的水质见表1。表1废水水质 mg/L项目pHCOD cr BOD5SSTNNH4+-NTP粪大肠杆菌水质7〜9500〜800200〜400500〜80050〜7040〜60〜3000〜5000排放标准6〜9<100<20<70<30<15<<3注：pH无量纲，粪大肠杆菌单位为个/L。1.2工艺流程综合污水先经过格栅处理，去除较大颗粒的杂质，如树枝、塑料等；由于污水中含有一定的细菌，采用石灰消毒处理，去除其中的致病菌，同时消毒池也起到调节水质作用，沉降部分的固体悬浮物；消毒池出水自流进入厌氧池，降解大分子有机化合物为小分子有机物，同时提高污水的可生化性；出水自流进入潜流式垂直流人工湿地，利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物。相对其它处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，也存在着脱氮效果不高，填料吸附饱和要更换等缺点，但对于污染物浓度相对较低农村生活污水，仍是一种高效低费的较好的处理技术［4〜6］。人工湿地出水排入一废弃水塘，因地制宜，将其改造成稳定塘，通过合理的人工调配，利用藻类净化作用、水生植物的吸收作用、水生动物的辅助降解作用、表面好氧菌、中部兼性菌及底部厌氧菌的分解作用［7］，进行农村生活污水的脱氮除磷深度处理。污水工艺流程图见图1。生石灰污泥消毒回用图1污水处理工艺流程图主要构筑物格栅井地下式砖混结构，设计尺寸：0.8mx0.5mx0.8m，格栅采用①15的不锈钢，安装倾角为60°的间距10mm<10mn格栅1台。人工定期清渣。消毒池地下式钢筋混凝土结构，设计尺寸为3.0mx2.0mx1.0m，分为三格，推流式自然混合，进口管道上设置磁力加药装置1套，投加石灰乳(浓度为20%以上)消毒，调节pH值以上。HRT=4h。厌氧池地下式钢筋混凝土结构，设计尺寸为5.0mx4.0mx3.0m，池顶标高-0.3m，池底标高-3.3m，上部覆土，预留0.5mx0.5m出泥口1个，上部加盖。HRT=72h。厌氧池的少量污泥每年人工清理一次，并采用石灰进行消毒，石灰投量每升污泥约为15g，使污泥pH达11〜12，充分搅拌均匀后保持接触30〜60min，并存放7d以上，回用于农田。人工湿地根据水塘边界条件，在塘上部砌一个10.0mx0.5mx1.2m的地下式砖混结构挡水坝，形成一洼地，改造成人工湿地。设计尺寸为6mx10mx1.2m，填料采用细黄砂、煤渣和粗砾石，厚度分别为0.4m、0.3m和0.3m，注意粒径级配，以免阻碍水体流动。上面铺设进水管道，管道上开有小孔，均匀布水；同时覆粘土0.3m，种植美人蕉、菖蒲和菱白，种植密度为6株/m2。同时，人工湿地底部-1.1m处铺设出水口，HRT=72h。(5)稳定塘利用原有水塘清淤后改造成稳定塘，塘深大约〜2.5m，清淤后污泥层厚度取0.3m，保护高度0.5m，BOD5表面负荷取2.4g/(m2・d)。设计尺寸为25.6mx15.7mx2.0m，池表面积375m2，HRT=168h。进水口附近种植一定密度的挺水植物芦苇，塘中盆植浮水植物睡莲四株，四周种植纸莎草和风车草。此外，塘中混养鲢鱼、金鱼和红鲤鱼，密度为8-10尾/m2为宜，投入一定的田螺，构建稳定塘生态系统。2工艺调试该污水处理工程运行初期采用间歇进水、逐渐加大进水量的方法，同时多次向厌氧池投加污水厂厌氧池污泥，增强系统的抗冲击能力，经过50d培养驯化调试，人工湿地填料上附着生物膜，出水有成熟的生物膜脱落，系统进入稳定化运行阶段。出水水质达到设计要求，2007年7月通过有关部门验收，并被列为市新农村建设污水处理示范点，至今一直稳定运行。表2是运行期间的一组水质数据。表2 出水水质监测结果表 mg/L日期采样点pHCODBOD5SSTNNH4+-NTP粪大肠杆菌10-12格栅前进水5743014783700终沉池出水8222未检出去除率/%去除率/%10-13格栅前进水550293终沉池出水84去除率/%10-14格栅前进水580289终沉池出水84去除率/%10-15格栅前进水573292终沉池出水85去除率/%100389380021未检出100478380022未检出100659380027未检出100注：pH无量纲，粪大肠杆菌单位为个/L。3工程投资及运行费用估算工程占地面积686m2,总造价为万元。本工艺无需任何电气设备，因此，无需电费，可由乡政府保洁员监管，负责加药、格栅井捞渣等，确保系统正常运行。该工程总运行费用为元t，以处理水量40t/d计算，则运行费用为元d，每年维护费用为1200元。4结论采用人工湿地+稳定塘无动力生态工艺处理农村生活污水，出水CODcr、BOD5、SS、TN、NH4+-N、TP、粪大肠杆菌的平均去除率分别达到了％〜％、％〜％、％〜％、％〜％、65%〜％、％〜％和％〜100%，水质达到污水综合排放一级标准。结合农村实际情况，采用石灰消毒，同时，利用废弃水塘改造成为人工湿地与稳定塘，用来处理农村生活污水，取得了较好的实际效果。本工艺因地制宜，采用无动力生态处理工艺，使投资成本大幅度下降，运行费用也相对较低，维护方便，治理了污水，同时改善了农村周边环境。参考文献：刘超翔，胡洪营等.人工复合生态床处理低浓度农村污水[J].中国给水排水，2002,18(7)：1-4.高廷耀等.水污染控制工程[M](第四版).北京：高等教育出版社.2007.ArveHeistad，etal.Ahigh-performancecompactfiltersystemtreatingdomesticwastewater[J].EcologicalEngineering.2006，6(11)：10-16.KivaisiAK..Thepotentialforconstructedwetlandsforwastewatertreatmentandreuseindevelopingcontries:areview[J].ecologicalengineering.2001,16：545-560.赵建等.人工湿地对城市污染河水的净化效果及机理[J].湖泊科学，/r