壽山鄉(xiāng)嶺頭村人工濕地污水處理能力分析

福州晉安區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 葉 瑾

1 背景

隨著新農(nóng)村的建設(shè)，我國農(nóng)村面貌、生活水平逐漸提高，但農(nóng)村的水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，主要原因就是大部分農(nóng)村地區(qū)都沒有污水處理系統(tǒng)以及排水渠道，生活污水排放非常隨意。如何才能夠根據(jù)我國農(nóng)村的特點，更好地做好我國農(nóng)村生活污水的處理工作，選擇何種處理方式，是解決農(nóng)村污水處理的關(guān)鍵問題。人工濕地污水處理技術(shù)是20世紀(jì)70年代興起的一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)，具有對污染物去除效果好、基建和運(yùn)行費用低、工藝設(shè)備簡單、維護(hù)管理方便等特點，正逐漸被應(yīng)用于廣大中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的生活污水處理中。人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制地投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。

2 研究方案

嶺頭村位于福州市晉安區(qū)壽山鄉(xiāng)，全村共有1759人，所產(chǎn)生的廢水主要為生活污水。2012年，在晉安區(qū)農(nóng)村連片整治中，嶺頭村生活污水采用人工水平和垂直復(fù)合式濕地系統(tǒng)處理,日處理量為 400噸，人工濕地占地面積為2500m2。工藝流程為:

格柵集水井 沉淀槽 水解酸化池 人工濕地系統(tǒng) 氧化塘 農(nóng)田灌溉

人工濕地床植物栽種：黃菖蒲、美人蕉、香蒲、水蔥、風(fēng)車草、再力花等挺水植物。本文以嶺頭村人工水平和垂直復(fù)合式濕地這一濕地處理系統(tǒng)為研究對象，對其污水處理能力進(jìn)行跟蹤監(jiān)測與分析。

2.1 評價標(biāo)準(zhǔn)

嶺頭村采用人工水平和垂直復(fù)合式濕地生物處理系統(tǒng)對污水進(jìn)行處理。處理后水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）一級標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)，如果處理后的水有條件進(jìn)行農(nóng)田或林地灌溉，按農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)（GB5084-2005）評價。

2.2 數(shù)據(jù)來源

選取晉安區(qū)環(huán)境監(jiān)測站2013—2015年全年12次的監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測時間是春、夏、秋、冬每個季節(jié)取一天進(jìn)出口的混合樣監(jiān)測分析，混合樣為采樣當(dāng)天早、中、晚三個時段的等比例混合。

2.3 質(zhì)量控制和保證

水質(zhì)監(jiān)測的質(zhì)量保證執(zhí)行國家環(huán)?？偩诸C布的《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理規(guī)定》，實施全過程質(zhì)量保證。監(jiān)測的現(xiàn)場采樣，室內(nèi)分析的質(zhì)量控制嚴(yán)格按照國家環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范開展監(jiān)測，保存好現(xiàn)場采樣記錄及室內(nèi)監(jiān)測原始記錄。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

從表2可見，2013—2015年晉安區(qū)嶺頭村的生活污水經(jīng)人工濕地處理系統(tǒng)處理后，各項監(jiān)測結(jié)果均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)。其中春季進(jìn)出口水質(zhì)各監(jiān)測指標(biāo)濃度總體上偏低，這和春季雨水較多有關(guān)。

表2 2013—2015年晉安區(qū)嶺頭村人工濕地處理系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果

如圖1～圖5所示，嶺頭村人工濕地對COD和BOD5的去除能力總體上較好，COD和BOD5去除效率維持在70%以上，各季節(jié)的出水濃度穩(wěn)定。人工濕地對氨氮和總氮較其它污染物去除效果不高，僅在55%～65%之間。總磷的去除能力隨時間的推移呈下降趨勢。在冬季各污染物的去除能力略有下降，原因是冬季嶺頭村溫度偏低時，微生物的活動受到抑制。

從植物生長階段對濕地去除污染物的影響上看，總體上未出現(xiàn)明顯影響。具體體現(xiàn)在：嶺頭村冬季會出現(xiàn)霜凍現(xiàn)象導(dǎo)致人工濕地部分植物出現(xiàn)枯萎，但這未對濕地去除能力產(chǎn)生明顯的影響，同樣，在夏季濕地植物漲勢茂盛或?qū)χ参镞M(jìn)行收割時，濕地對污染物的去除能力也沒產(chǎn)生大的影響。據(jù)報道，挺水植物對氮吸收為200～2500kg/ha、對磷吸收約為30～500kg/ha，對應(yīng)的去除負(fù)荷為 0.036～0.45mg/L和0.09mg/L，可見濕地對污染物去除并非僅以植物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收為主，植物龐大根系區(qū)域的細(xì)菌群落為分解多種污染物提供了巨大的作用。

圖1 2013－2015年嶺頭村人工濕地COD去除率（%）

圖2 2013－2015年嶺頭村人工濕地BOD5去除率（%）

圖3 2013－2015年嶺頭村人工濕地氨氮去除率（%）

圖4 2013－2015年嶺頭村人工濕地總氮去除率（%）

圖5 2013－2015年嶺頭村人工濕地總磷去除率（%）

4 結(jié)論

嶺頭村農(nóng)村污水人工濕地處理系統(tǒng)處理效果達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)，如果處理后的水有條件進(jìn)行農(nóng)田或林地灌溉，也能符合農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)（GB5084-2005）。該工藝的處理能力總體穩(wěn)定，特別適合小城鎮(zhèn)和農(nóng)村，有足夠的田地、維護(hù)運(yùn)行簡單的特點。

氣候?qū)竦厝コ廴疚锏哪芰τ绊懖淮?。春季由于降水降低污染物出水濃度、冬季由于溫度較低，微生物活動受到抑制，人工濕地的污染物去除能力略有下降。植物的生長周期對濕地的處理效果無明顯影響。怎樣維持濕地系統(tǒng)總磷去除的能力和提高氨氮和總氮的處理能力，是當(dāng)前濕地處理系統(tǒng)研究的熱點，也是今后濕地設(shè)計時需要考慮的重要因素。在嶺頭村的人工濕地運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，衰敗的植物腐爛后會堵塞濕地系統(tǒng)，因此濕地植物必須進(jìn)行定期的收割維護(hù)。

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