厭氧池+人工濕地在農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用

俞旭鋒，徐君冉，張樂為

（1.河北天和咨詢有限公司，石家莊050021；2.河北省石津灌區(qū)管理局，石家莊 050051）

廣州市有7000多個(gè)自然村，約300萬農(nóng)村人口，隨著生活水平的提高，污染問題也日益嚴(yán)重。為加強(qiáng)農(nóng)村水環(huán)境治理力度，改變廣州市農(nóng)村污水無序排放現(xiàn)狀，改善農(nóng)民生活環(huán)境，提高農(nóng)民生活質(zhì)量和身體健康水平，對(duì)農(nóng)村進(jìn)行生活污水治理是十分必要與迫切的。另外廣州農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)發(fā)達(dá)，為保障養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全，提供安全衛(wèi)生的養(yǎng)殖環(huán)境、從源頭進(jìn)行環(huán)境治理顯得更加重要。

1 厭氧水解技術(shù)

厭氧水解是利用厭氧微生物的水解和產(chǎn)酸作用，將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機(jī)物降解為易于生物降解的小分子有機(jī)物，使污水在后續(xù)處理單元中以較少能耗和較短停留時(shí)間得到處理。

2 人工濕地技術(shù)

人工濕地是人工筑成的水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，填充一定深度的土壤或填料層，種植蘆葦一類的維管束植物或根系發(fā)達(dá)的水生植物，污水由濕地的一端通過布水管渠進(jìn)入，以推流方式與布滿生物膜的介質(zhì)表面和溶解氧進(jìn)行充分的植物根區(qū)接觸而獲得凈化。人工濕地分為表面徑流人工濕地和潛流人工濕地。

人工濕地是一種通過人工設(shè)計(jì)、改造而成的半生態(tài)型污水處理系統(tǒng)，具有投資運(yùn)行費(fèi)用低、能耗小、處理效果好、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，人工濕地對(duì)環(huán)境質(zhì)量有明顯的改善作用，增加了植被覆蓋率，能夠保持生物多樣性，減少水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。因此，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

3 厭氧池+人工濕地技術(shù)

3.1 技術(shù)簡介

目前，在廣州農(nóng)村生活污水治理工程中大量采用了厭氧水解+人工濕地技術(shù)，并且取得了良好的效果。該組合工藝由厭氧水解池和人工濕地兩個(gè)單元串聯(lián)組成，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。生活污水進(jìn)入?yún)捬跛獬?，截流大部分有機(jī)物，并在厭氧水解作用下，被分解成小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)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。該工藝簡單、無動(dòng)力損耗，維護(hù)管理方便。實(shí)踐表明，該工藝使用效果明顯優(yōu)于其他工藝。

3.2 技術(shù)指標(biāo)

工藝參數(shù)：厭氧水解池水力停留時(shí)間大于6h，污泥清掏周期0.5～1a；人工濕地水力負(fù)荷0.25～0.50m3/（m2/d）。

出水水質(zhì)可達(dá)到 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 投資估算與運(yùn)行管理

系統(tǒng)人均建設(shè)成本約為150～250元。日常安排1人不定期維護(hù)；秋冬季，及時(shí)清理人工濕地的樹葉雜物，防止堵塞以造成二次污染。

4 工程實(shí)例

在廣州市石樓鎮(zhèn)岳溪村生活污水治理設(shè)計(jì)中采用了厭氧水解池+人工濕地的無動(dòng)力組合型工藝。不僅使污水得以處理并實(shí)現(xiàn)了中水回用，而且保護(hù)了地下水資源。

4.1 設(shè)計(jì)規(guī)模

根據(jù) 《廣州市農(nóng)村生活污水治理適用技術(shù)指引（修訂版）》第一冊(cè)《技術(shù)指引和研究》（2010年10月版），本設(shè)計(jì)農(nóng)村居民生活用水量取值：120L/人·d，生活污水排放量按用水量的80%計(jì)算。另根據(jù)《番禺區(qū)2011年綜合治水項(xiàng)目督辦表 （農(nóng)村生活污水部分）》，本設(shè)計(jì)服務(wù)人數(shù)8000人，故設(shè)計(jì)污水排放量768m3/d。

4.2 排放污水水質(zhì)要求

根據(jù)廣州市農(nóng)村污水治理的排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，出水排入GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的地表水IV、V類功能水域GB3097—1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的海水三、四類功能區(qū)海域或未確定功能的河涌，執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

本工程設(shè)計(jì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其水質(zhì)特征如表1。

表1 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)特征 單位：mg/L

4.3 厭氧池設(shè)計(jì)

4.3.1 厭氧池的總?cè)莘e

厭氧池的總?cè)莘e=污水容積+污泥容積+保護(hù)容積，即 V=V1+V2+V3。

4.3.1.1 污水容積

式中 N為設(shè)計(jì)總?cè)藬?shù)，取8000人；q為每人每天污水量， 設(shè)計(jì)值為 q=120×0.8=96L/人·d；t為污水在厭氧池內(nèi)停留時(shí)間，設(shè)計(jì)按6h計(jì)算。

計(jì)算得，V1=192m3。

4.3.1.2 污泥容積

式中 N為設(shè)計(jì)總?cè)藬?shù)，取8000人；α為每人每天污泥量，取 0.4L/人·d；b為污泥含水率，取 b=98%；c為濃縮后污泥含水率，取c=80%；K為腐化期間污泥縮減系數(shù)，取K=0.8；T為厭氧池清掏周期，按180d計(jì)算。

計(jì)算得，V2=55.30m3。

4.3.1.3 保護(hù)容積

保護(hù)容積按預(yù)留的超高空間及操作與維護(hù)空間考慮。厭氧池采用無覆土型，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長14.8m，寬 7.2m，高 3.05m，有效容積 247.3m3。

4.3.2 管道及檢修孔

厭氧池的進(jìn)、出水管的管徑經(jīng)計(jì)算確定，進(jìn)出水管可由三個(gè)方向進(jìn)出。厭氧池均設(shè)置通氣管，通氣管應(yīng)加蓋管罩，周圍有門窗時(shí)，應(yīng)引向無門窗的一側(cè)。厭氧池頂應(yīng)設(shè)檢修孔，檢修孔蓋板采用加鎖雙層井蓋及蓋座，把手不宜向上凸，以確保人身安全。

4.4 人工濕地設(shè)計(jì)

人工濕地池設(shè)計(jì)兩級(jí)濕地池，即一級(jí)人工濕地、二級(jí)人工濕地。人工濕地池內(nèi)填料采用均質(zhì)碎石填料，粒徑30～50mm，高度1.2m。人工濕地池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長75m，寬38.2m，高1.65m。水力負(fù)荷0.3m3/（m2/d），有效面積 2560m2。

一級(jí)人工濕地池內(nèi)填料上種植蘆葦，株距0.3m；二級(jí)人工濕地池內(nèi)填料上種植花葉蘆荻，株距0.3m。每年在植物生長旺季及時(shí)收割，在春秋季節(jié)進(jìn)行換茬，冬季及時(shí)清理枯萎枝葉，具體由村里統(tǒng)一安排處理實(shí)施。

人工濕地兩側(cè)應(yīng)設(shè)置供放空及雨水收集使用的排水渠，排水渠需結(jié)合周邊收納水體的情況予以設(shè)置，雨水采用管道就近排入附近的明溝或水塘內(nèi)，從而保證人工濕地的放空需要及防止雨水水淹的影響。

5 結(jié)語

實(shí)踐表明，厭氧池+人工濕地技術(shù)是一種投資少，工藝簡單，能耗低和維護(hù)簡單的污水處理系統(tǒng)，在廣州農(nóng)村地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了良好的效果。對(duì)于我國其他農(nóng)村地區(qū)，此項(xiàng)技術(shù)也具有可行性。

［1］廣州市水務(wù)局.廣州市農(nóng)村生活污水治理適用技術(shù)指引（修訂版）（第一、三冊(cè)）［R］.2010.

［2］GB50014—2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］DB44/26—2001，廣東省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］本書編寫組.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）［K］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［5］HJ574—2010，農(nóng)村生活污染控制技術(shù)規(guī)范［S］.