奉賢區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討

宋麗 （奉賢區(qū)四團水務(wù)管理所 上海 201412）

一、引言

近年來，隨著新農(nóng)村建設(shè)的不斷深入，上海市郊區(qū)城鎮(zhèn)化水平不斷提高，農(nóng)民生活方式也發(fā)生了巨變,量大面廣的農(nóng)村生活污水的無序排放已經(jīng)成為農(nóng)村水環(huán)境的重要污染源。對此，上海郊區(qū)奉賢實施了農(nóng)村生活污水處理試點工程，對推動新農(nóng)村建設(shè)具有迫切的現(xiàn)實意義。

二、奉賢區(qū)四團鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水處理工程概況

本文將以奉賢區(qū)農(nóng)村生活污水處理試點四團鎮(zhèn)為工程實例，對工程采用的處理技術(shù)進行了分析和探討。四團位于奉賢區(qū)東部，面積72.92 km2，工程涉及當(dāng)?shù)?個行政村，共495戶。污水處理量按 120（L／p／d）計，外來常住人員按 60（L／p／d）計，污水處理系統(tǒng)構(gòu)成如下：生活污水→化糞池→污水管道（窨井）→污水處理站→達標(biāo)尾水排放。該工程共建污水處理站15座，規(guī)模由7—65戶不等。

三、三種處理技術(shù)的分析

針對當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活污水排放的特征，在保證出水水質(zhì)滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求下，本著“經(jīng)濟、高效、簡便易行”的原則，采用了生物濾池、土壤滲濾、人工濕地3種工藝，其基本運行原理和特點分析如下。

3.1、地埋式生物濾池工藝

該工藝設(shè)施埋在地下，一般情況下不需要動力進行提升，只是在處理戶數(shù)較多（埋管較深）時需要設(shè)泵進行廢水一次提升。主要是先通過厭氧反應(yīng)去除部分污染物，然后利用生物濾池中的填料為微生物提供載體，并投入生物激活劑加速微生物生長速度，提升微生物的降解速度，利用填料及其上的微生物去除污染物，并利用排放池跌水充氧對污染物進行深度降解，達到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入河道內(nèi)。（圖1）

3.2、土壤滲濾技術(shù)

土壤滲濾是將污水有控制地投配到經(jīng)一定構(gòu)造、距地面有一定深度和具有良好擴散性能的土層中，污水經(jīng)毛細(xì)管浸潤和土壤滲濾作用向周圍運動且達到處理要求的一種土地處理方式。它充分利用地表下土壤中棲息的土壤動物、土壤微生物、植物根系及土壤所具有的物理、化學(xué)特性，綜合利用“土壤一填料一微生物一植物”共同作用而形成的一種生態(tài)工程水處理技術(shù)。在該系統(tǒng)中，污水經(jīng)格柵、調(diào)節(jié)池、水解酸化等預(yù)處理后，進入布水管中，通過填料的毛細(xì)管虹吸作用，污水緩慢上升并向四周浸潤、擴散進入周圍土壤，在地表30-50cm土壤層內(nèi)發(fā)生著非飽和滲透，在此土層內(nèi)聚集著大量的微生物。通過其中好氧和厭氧微生物的作用，使污水中的有機污染物被吸附、降解，達到凈化目的。 （圖2）

3.3、復(fù)合人工濕地系統(tǒng)

人工濕地是天然濕地系統(tǒng)的模擬與強化。它由填料和生長在其上的蘆葦、香蒲等水生植物組成，是一個獨特的“填料——植物——微生物”生物系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，污水由人工濕地的一端引入，經(jīng)過由礫石構(gòu)成的配水系統(tǒng)均勻進入根區(qū)基質(zhì)層?；|(zhì)層由土壤、砂子和礫石等構(gòu)成，表層土壤上栽種蘆葦、香蒲、再力花等耐水植物。這些植物有發(fā)達的根系，可深入到表土以下0.6～0.7m的礫石層中，這些根系交織成網(wǎng)，與礫石一起構(gòu)成一個透水的系統(tǒng)，同時這些根系具有輸氧功能，在根的周圍水中溶解氧濃度較高，適宜于好氧微生物的活動。通過附著在礫石和植物根、莖上的好氧微生物的作用分解廢水中的有機物，氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)可被植物和微生物利用，在缺氧區(qū)還可以發(fā)生反硝化作用而脫氮。在預(yù)處理系統(tǒng)中沒有去除的可沉降和懸浮固體通過過濾和沉降被有效去除。在本系統(tǒng)中，通過模擬和人工強化自然濕地的功能，將污水有控制的投配到生長有水生植物的填料上，污水在沿設(shè)定方向流動的過程中，在植物和填料的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用下，污水中有機物通過過濾、根系截留、吸附、吸收、植物光合、輸氧作用以及微生物的分解共同作用下來實現(xiàn)高效凈化處理，最后將達標(biāo)出水排入河道中。（圖3）

四、三種處理工藝的比較與分析

在四團鎮(zhèn)的15個污水處理站中，9個采用生物濾池工藝，5個采用土壤滲濾，1個采用人工濕地。我們選取了鎮(zhèn)西村5號，小蕩村3號,小蕩村5號三個戶數(shù)、污水處理量相近的處理站進行分析。其基本情況如表1所示：

4.1、優(yōu)缺點對比

4.2、成本對比

通過對3個污水處理站所采用的不同技術(shù)的成本，成本構(gòu)成：結(jié)構(gòu)、填料。進行分析后，對比如表三所示：同時發(fā)現(xiàn)，隨著處理戶數(shù)的增加，處理池的戶均成本有減少的趨勢，當(dāng)戶數(shù)達到50——100戶時，成本基本接近。

五、農(nóng)村污水處理存在的主要問題及解決措施

表一：三個污水處理站的基本情況比較

表二：三種工藝的優(yōu)缺點對比

表三：三種工藝的成本對比

5.1、主要問題

根據(jù)四團鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水處理試點工程的運行，發(fā)現(xiàn)如下主要問題。

1）填料土壤易發(fā)生堵塞。隨著污水處理系統(tǒng)運行時間的延長，易發(fā)生土壤堵塞，長時間還可能導(dǎo)致土壤板結(jié)現(xiàn)象，使處理系統(tǒng)失去功效。堵塞的主要原因在于懸浮物截留、吸附、沉淀、顆粒膨脹、微生物生長等因素造成。其中，懸浮物截留、吸附堵塞和微生物生長造成的堵塞分列貢獻率的前三位。

2）人工濕地植被單一化。人工濕地的植被的選擇應(yīng)兼顧經(jīng)濟價值和景觀效益。不同的物種在不同的環(huán)境中的凈化效益有較大差異。許多研究表明：復(fù)合多樣化的植被對污水的凈化效果好于單一植物。但同時也要注意避免不同植物間的生長抑制相互作用。

3）污水處理站的滲漏防護。注意生活污水在處理站中入滲地下，污染淺層地下水，造成二次污染。同時，在污水處理站的頂部泥土覆蓋位置，應(yīng)略高與周圍地表，防止雨水積聚滲漏至處理站內(nèi)，對處理能力造成影響，影響出水水質(zhì)。

4）暴雨天氣下的河水倒灌。污水處理站排水管出口方向根據(jù)就近原則直接接入周遍河道，當(dāng)接入河道時，排水管末端管底高程應(yīng)高于常水位，以防止在汛期暴雨情況下，產(chǎn)生河水倒灌現(xiàn)象。

5.2、對策與建議

1）曝氣充氧防止土壤堵塞。厭氧狀態(tài)是引發(fā)土壤中微生物積累的重要因素。通過曝氣充氧措施，可提高污水中的DO值，維持土壤中的好氧狀態(tài)和微生物的分解作用，可在一定程度上有效地預(yù)防土壤堵塞及堵塞造成的相關(guān)問題。

2）人工濕地系統(tǒng)水流優(yōu)化。為了使人工濕地水流均勻分布及增加濕地的DO值，進水方式可采用階梯式，可促進硝化脫氮作用，避免植被處理床體前部堵塞。同時，也有利于植物的長勢均勻。水流方式可采用分批進水式下行流。此種方式的優(yōu)點在于污水分批通過植被床體，使床體處于不飽和狀態(tài)，此時，氧含量較大，具有較高的好氧處理能力。

3）人工濕地填料的優(yōu)選。趙桂瑜等的研究表明，干渣對磷的吸附量最大，宜作人工濕地填料。李旭東等的研究表明，沸石潛流濕地脫氮效果最佳。

4）定期對沉淀物進行清除。及時處理淤積的沉淀物質(zhì)。

5）長期對出水水質(zhì)進行監(jiān)測。及時了解處理站內(nèi)填料的去污能力狀況。