2021-06-28
農(nóng)村生活污水主要為沖廁污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡廢水，隨意排放會造成地表水及地下水的污染。針對農(nóng)村財力狀況薄弱和農(nóng)民實際承受能力低的情況，選擇一種具有投資少、簡便易行、運行穩(wěn)定和維護(hù)管理方便的污水處理技術(shù)是目前農(nóng)村污水處理面臨的重要課題。 人工濕地與生態(tài)塘是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化，滿足以上特點，適合我國農(nóng)村地區(qū)的廣泛應(yīng)用。 人工濕地系統(tǒng)可以分為以下幾種類型： （1）表面流人工濕地系統(tǒng)：指水在人工濕地介質(zhì)層表面流動，依靠表層介質(zhì)、植物根莖的攔截及其上的生物膜降解作用，使水凈化的人工濕地。 （2）水平潛流人工濕地系統(tǒng)：指水從人工濕地池體一端進(jìn)入，水平流經(jīng)人工濕地介質(zhì)，通過介質(zhì)的攔截、植物根部及生物膜的降解作用，使水凈化的人工濕地。 （3）垂直流人工濕地系統(tǒng)：指水從人工濕地表面垂直流過人工濕地介質(zhì)床而從底部排出，或從人工濕地底部進(jìn)入垂直流向介質(zhì)表層并排出，使水得以凈化的人工濕地。垂直流人工濕地分單向垂直流人工濕地和復(fù)合垂直流人工濕地兩種。 各種類型的人工濕地對生活污水中的污染物去除效果見表1。 表1 人工濕地系統(tǒng)污染物的處理效果 單位：% 人工濕地類型 BOD5 CODcr SS NH3-N TP 表面流人工濕地 40-70 50-60 50-60 20-50 35-70 水平潛流人工濕地 45-85 55-75 50-60 40-70 70-80 垂直潛流人工濕地 50-90 60-80 50-80 50-75 60-80 生態(tài)塘是以太陽能為初始能源，通過塘中種植水生作物，水禽養(yǎng)殖等形成人工生態(tài)系統(tǒng)，將進(jìn)入塘中的有機(jī)物和營養(yǎng)物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除污染，而且以水生作物、水產(chǎn)的形式作為資源回收，凈化的污水也作為再生水資源予以回收利用，實現(xiàn)污水的資源化。 生態(tài)塘主要可分為以下幾類：（1）活性藻類塘（2）高效藻類塘（3）水生植物塘（4）懸掛人工介質(zhì)塘（5）超深厭氧塘（6）移動式曝氣塘。此外，還可以將上述塘工藝進(jìn)行組合或與人工濕地組合形成組合生態(tài)塘。 一、人工濕地前處理工藝 由于農(nóng)村生活污水的水質(zhì)普遍超過人工濕地的進(jìn)水水質(zhì)要求，為確保人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加濕地處理系統(tǒng)的壽命及處理能力，因此污水在進(jìn)入人工濕地或生態(tài)塘處理前要先進(jìn)行預(yù)處理工藝，防止污水在貯存、輸送過程中發(fā)生臭氣或堵塞，防止未處理的污水污染土壤及地下水或污染植物，同時降低污水處理負(fù)荷，保證人工濕地出水水質(zhì)。農(nóng)村生活污水水質(zhì)與人工濕地的進(jìn)水水質(zhì)要求見表2。 表2 生活污水水質(zhì)與人工濕地的進(jìn)水水質(zhì)要求比較 單位：mg/L 人工濕地類型 BOD5 CODcr SS NH3-N TP 農(nóng)村生活污水 100-250 250-35 300-350 ≤50 5-8 農(nóng)村生活污水 ≤50 ≤125 ≤100 ≤10 ≤3 水平潛流人工濕地 ≤80 ≤200 ≤60 ≤25 ≤5 垂直潛流人工濕地 ≤80 ≤200 ≤80 ≤25 ≤5 通常出水的排放指標(biāo)要求較低時，預(yù)處理采用常規(guī)一級處理即可，如調(diào)節(jié)池、沉砂池、格柵間、配水井或提升泵房等。當(dāng)出水指標(biāo)要求較高時，預(yù)處理采用常規(guī)一級半處理或一級強(qiáng)化處理，比如水解酸化法、高負(fù)荷活性污泥法，物化強(qiáng)化法、AB法前段等。當(dāng)出水指標(biāo)要求更高時，預(yù)處理采用二級處理，如SBR、氧化溝、A/O、生物接觸氧化法等。 二、適用的排放標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)村生活污水分為黑水與灰水，其中黑水指廁所沖洗糞便的高濃度生活污水，灰水指除沖廁用水以外的廚房用水、洗衣和洗浴用水等的低濃度生活污水。黑水經(jīng)過堆肥、三格化糞池、凈化沼氣池等處理達(dá)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)可用于農(nóng)田灌溉?；宜?jīng)過人工濕地、穩(wěn)定塘、土地處理等技術(shù)處理達(dá)標(biāo)后可用于農(nóng)田灌溉或回用，也可直接排放。 其中農(nóng)用要滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，回用要滿足回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，排放要根據(jù)受納水體的不同而有所區(qū)別。需滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。 1當(dāng)出水引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。 2出水排入 GB3838 地表水Ⅲ類功能水域（劃定的飲用水水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)除外）、GB3097海水二類功能水域和湖、庫等封閉或半封閉水域時，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)的 B標(biāo)準(zhǔn)。 3出水排入 GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ類功能水域或 GB3097海水三、四類功能海域，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。 三、工藝流程 現(xiàn)階段農(nóng)村生活污水處理采用的涉及人工濕地與生態(tài)塘的工藝流程如下： 1人工濕地處理工藝 2厭氧濾池與人工濕地組合工藝 3水解酸化池與人工濕地組合工藝 4水解酸化/接觸氧化/人工濕地治理工藝 5人工濕地與生態(tài)塘組合工藝 6生態(tài)塘與人工濕地組合工藝 7生態(tài)組合塘處理工藝 四、人工濕地與生態(tài)塘在我國的應(yīng)用 人工濕地作為一種生態(tài)型污水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)污水生化處理技術(shù)相比，具有建設(shè)成本與運行成本低、處理效果好、兼有生態(tài)修復(fù)功能與營造生態(tài)景觀等特點，在我國得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。 1在邯鄲構(gòu)建的二級串聯(lián)人工濕地系統(tǒng)，進(jìn)行污水凈化試驗的試驗結(jié)果表明，人工濕地系統(tǒng)對污染物去除效果良好，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，系統(tǒng)對COD、TN、TP的去除率分別在25%~65%、29%~94%、30%~80%之間。在相同的水力負(fù)荷下，植物生長狀況良好的人工濕地污水處理效果明顯高于植物生長狀況差的人工濕地。潛流人工濕地子系統(tǒng)對污水的凈化效果和穩(wěn)定性明顯好于表層人工濕地系統(tǒng)。人工濕地處理污水受溫度和季節(jié)影響較大，在溫度較高的夏季去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溫度較低的冬季。 2在官廳水庫岸邊建立的人工濕地，開展了潛流人工濕地系統(tǒng)處理官廳水庫水的冬季試驗研究。結(jié)果表明，在寒冷的冬季，潛流人工濕地系統(tǒng)在隔離層保護(hù)下可以正常運行，使用不同的覆蓋物進(jìn)行隔離保溫，對系統(tǒng)的處理性能有很大的影響，在水力負(fù)荷率為0.25~0.45 m/d時，冬季CODMn和NH3-N的去除率分別為15%和50%，BOD5、TN和TP的去除率分別為65%、25%和35%。去除率隨水力負(fù)荷率的提高而降低，當(dāng)水力負(fù)荷超過0.4m/d時，去除率明顯降低。潛流人工濕地系統(tǒng)在冬季寒冷低溫條件下對微污染地表水有較好的凈化效果。 3沈陽渾南人工濕地示范工程的運行效果，為北方寒冷地區(qū)應(yīng)用濕地技術(shù)處理生活污水提供了技術(shù)支持與保證。當(dāng)進(jìn)水COD為182～423 mg/L、NH3-N為42.0～69.45 mg/L、TP為4.11～8.0 mg/L時，對上述指標(biāo)的平均去除率分別為90.85%、98.38%、89.68%，出水水質(zhì)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。在冬季增加保溫措施后，垂直流人工濕地不僅可以安全越冬，利用水流的進(jìn)入和排出還可有效地與大氣進(jìn)行氣體交換，緩解床體內(nèi)氧氣的不足，大大提高對污染物的去除率，達(dá)到與其他季節(jié)相近的處理效果。 4東營污水處理廠采用生態(tài)塘處理工藝，設(shè)計規(guī)模為每天10萬立方米。整個污水處理廠包括10.45 km的集水暗渠、一座污水提升泵站、6.45 km的壓力管線和占地100 ha的污水處理廠區(qū)。在生態(tài)塘處理系統(tǒng)中，可以通過放養(yǎng)魚苗、水禽、種植蓮藕、葦?shù)人参?，形成?fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，對污水中的污染物進(jìn)行有效的降解、轉(zhuǎn)化，同時處理后的污水經(jīng)深化處理后可以回用于某些工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)、城市景觀用水等，具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 5浙江某農(nóng)村住宅區(qū)生活污水的處理應(yīng)用，村內(nèi)采用雨污分流，雨水經(jīng)管網(wǎng)收集后直接排放到內(nèi)河，污水經(jīng)收集首先進(jìn)入化糞池，然后進(jìn)入人工濕地+生態(tài)塘污水處理系統(tǒng)。經(jīng)此系統(tǒng)處理后可減少COD排放量約7.04 t/a；減少BOD5排放量約3.99 t/a；減少SS排放量約 4.47 t/a;減少氨氮排放量約0.67 t/a；減少磷排放量約0.05 t/a。
