以水解池-滴濾池-人工濕地工藝處理農(nóng)村生活污水的設(shè)計(jì)分析

文_吳紅慧 廣西博世科環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>

1 水解池-滴濾池-人工濕地的除污原理

1.1 水解酸化

在水解池-滴濾池-人工濕地綜合除污設(shè)計(jì)過(guò)程中，其中水解池主要借助的是水解酸化的原理對(duì)生活污水進(jìn)行處理。它實(shí)際是依據(jù)非溶解性聚合物水解產(chǎn)生的二聚體物質(zhì)對(duì)農(nóng)村地區(qū)生活污水中的有機(jī)物進(jìn)行消解，從而達(dá)到最佳除污效果。北京某污水處理容量為4.5萬(wàn)m3/d的污水處理廠，采用水解酸化的設(shè)計(jì)原理開(kāi)展除污，除污效果較佳。

影響水解池中水解酸化速率的因素包括酸堿度、溫度、有機(jī)物停留時(shí)間及其組成結(jié)構(gòu)等。比如在15℃環(huán)境下若有機(jī)物停留時(shí)間為60d，則對(duì)生活污水中的纖維素產(chǎn)生1.8%的影響，在25℃時(shí)影響程度可達(dá)到16%，故而在實(shí)踐操作中應(yīng)保證水解池中水解酸化反應(yīng)發(fā)揮出真正作用。

1.2 硝化反應(yīng)

在水解池-滴濾池-人工濕地工藝在除污作業(yè)中還存在硝化反應(yīng)。為了確保此項(xiàng)除污技術(shù)能夠在農(nóng)村生活污水治理中突顯出一定的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)結(jié)合具體影響因素展開(kāi)深入研究。

通常情況下，下述3個(gè)因素可對(duì)硝化反應(yīng)的發(fā)生速率、反應(yīng)程度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，故而應(yīng)予以重視：①污泥齡。硝化反應(yīng)中出現(xiàn)的硝化菌要想具有較強(qiáng)的除污效果應(yīng)盡量延長(zhǎng)污泥齡，以便有充足的時(shí)間去對(duì)生活污水中的雜質(zhì)進(jìn)行清除。②溫度。硝化菌最強(qiáng)效用的展現(xiàn)是在溫度達(dá)到30℃時(shí)，一般在低于15℃溫度下，硝化反應(yīng)速率有所下降，直到降至6℃時(shí)徹底停止硝化反應(yīng)。所以，需控制好除污溫度。③酸堿度。最適合的pH值應(yīng)在7.0～8.5之間，此時(shí)能對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生較大的影響。

因此，在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地處理流程時(shí)應(yīng)注重各個(gè)因素的合理控制。

1.3 反硝化反應(yīng)

反硝化反應(yīng)主要受溫度與酸堿度因素的影響，且最佳反應(yīng)溫度為37℃左右，適宜的pH值應(yīng)低于7.5，高于7.0。此時(shí)硝化菌才能在生活污水處理過(guò)程中釋放出最有效的除污能力。

1.4 過(guò)濾吸附

在人工濕地中可對(duì)生活污水中存在的污染物利用過(guò)濾吸附的方式對(duì)其進(jìn)行沉淀去除。在濕地中生長(zhǎng)的植物可對(duì)可絮凝固體起到阻截與清除作用。由于植物會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，且它的分泌物也會(huì)對(duì)污水中的氮磷等成分進(jìn)行有效吸收，由此達(dá)到強(qiáng)效凈化生活污水的目的。一般在處理人工濕地中的植物時(shí)，可在3～5月份或9～11月份對(duì)其進(jìn)行收割，以便綜合除污系統(tǒng)發(fā)揮出良好的處理農(nóng)村地區(qū)生活污水的作用。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 明確滴濾池多項(xiàng)參數(shù)

以大浦某農(nóng)村地區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為參考，該地區(qū)所建設(shè)的綜合治理系統(tǒng)中水解池的設(shè)計(jì)尺寸屬于雙層水解結(jié)構(gòu)，且深度為1.0m，并在其中安裝了自吸式水泵。滴濾池規(guī)格為1.0m×1.0m×3.5m，并將填料容量控制在2.5m3，以珍珠巖礦渣為基層，在中間添加粒徑為20mm左右的陶粒。同時(shí)還在滴濾池頂部設(shè)置虹吸式配水箱，由此可對(duì)生活污水進(jìn)行吸收凈化。至于人工濕地以0.5°的坡度為主，同時(shí)將其劃分為4個(gè)不同的過(guò)濾分區(qū)，可對(duì)流入到人工濕地中的生活污水進(jìn)行清除，經(jīng)過(guò)粒徑為5cm、30cm、40cm的細(xì)砂、碎石、沸石、煤渣原料的過(guò)濾可對(duì)污水起到沉淀吸附作用，最終保證排放到池塘中的水源足夠干凈。

2.1.1 水力負(fù)荷

經(jīng)過(guò)研究分析，在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地治污系統(tǒng)時(shí)應(yīng)對(duì)水力負(fù)荷參數(shù)加以優(yōu)化，從而保證生活污水中的有害雜質(zhì)得到有效清除，以此為農(nóng)村地區(qū)水源的合理化利用創(chuàng)造有利條件。水力負(fù)荷對(duì)于除污效果的影響尤其是有機(jī)質(zhì)，將隨著水力負(fù)荷的變化而有所變動(dòng)。比如在3m3/m2·d的水力負(fù)荷下雜質(zhì)去除率可超過(guò)80%，而在同等化學(xué)需氧量基礎(chǔ)上，隨著水力負(fù)荷的上升，可在超出5m3/m2·d時(shí)，雜質(zhì)去除率呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，最終下降到65%。同時(shí)，在進(jìn)水量濃度保持不變的條件下，若增加水力負(fù)荷，其有機(jī)負(fù)荷也有所上升，此時(shí)微生物可利用營(yíng)養(yǎng)成分的含量也將以上升趨勢(shì)變化。由此可判斷：在去除生活污水中的COD時(shí)，微生物增值速度比之前更快，這樣就會(huì)導(dǎo)致滴濾池中積攢的生物量變多，從而刺激生物氧化反應(yīng)。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要想保證農(nóng)村生活污水中的COD、N元素達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍，應(yīng)將水力負(fù)荷保持在7m3/m2·d，并且應(yīng)用脈沖法對(duì)水流加以控制，這樣可避免出現(xiàn)常規(guī)滴濾池堵塞問(wèn)題。

2.1.2 時(shí)間間隔

水解池-滴濾池-人工濕地治污系統(tǒng)還需在操作面上合理設(shè)置水量，并根據(jù)雜質(zhì)去除率對(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以此達(dá)到最優(yōu)化污水處理效果。從本設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中可知曉：在時(shí)間間隔較小的狀況下，氮氨去除率偏低，這是源于短間隔會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入到水解池與滴濾池中的無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，由此影響污染物處理質(zhì)量。通?？蓪r(shí)間間隔設(shè)計(jì)在20min，這樣可滿足農(nóng)村地區(qū)的生活污水凈化處理需求。

2.1.3 回流比

回流比參數(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)果也會(huì)對(duì)農(nóng)村生活污水的處理水平帶來(lái)一定影響。一般而言，回流比會(huì)對(duì)滴濾池中有機(jī)物積攢量及其濃度帶來(lái)下調(diào)影響。若在水解池污水排放之前保證生活污水能夠先行經(jīng)過(guò)硝化液的處理，可增強(qiáng)氮氨去除能力。當(dāng)回流比有所增加時(shí)，氮氨去除率將先變大后減小，直到回流比數(shù)值為0，氮氨去除率僅有12%。從以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知：在回流比為2.0情況下，氮氨去除率可高達(dá)60%。在回流比增大時(shí)會(huì)在達(dá)到峰值后對(duì)反硝化反應(yīng)起到抑制作用。因此，在設(shè)計(jì)回流比時(shí)不宜超出2.0。

2.2 優(yōu)化綜合除污性能

2.2.1 人工濕地構(gòu)造

在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地處理系統(tǒng)時(shí)還應(yīng)明確人工濕地構(gòu)造特征。人工濕地主要是利用生物去污的方式對(duì)農(nóng)村地區(qū)生活污水中的氮磷等有害元素進(jìn)行吸附，確保排放到水源中的水體不會(huì)造成污染問(wèn)題。

首先，在設(shè)計(jì)人工濕地時(shí)應(yīng)選擇適合的植物，包括浮水植物、沉水植物等。因其具備光合作用，可利用同化方式對(duì)污水中的營(yíng)養(yǎng)成分加以汲取，這樣可防止農(nóng)村河流中出現(xiàn)藻華現(xiàn)象。待植物對(duì)硝酸鹽等物質(zhì)進(jìn)行有效吸收后，可人工收割植物，將污水中有害雜質(zhì)進(jìn)行脫離。其次，針對(duì)生活污水中含有的重金屬等危害性較強(qiáng)的物質(zhì)，植物的根莖可對(duì)其進(jìn)行吸附處理。最后，植物對(duì)污水中的微生物有著較大的吸引力，經(jīng)過(guò)人工濕地的一系列處理可保證污水雜質(zhì)含量有所下降。

2.2.2 滴濾池深度

滴濾池的深度也會(huì)對(duì)生活污水帶來(lái)不同的除污結(jié)果。所以，設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)滴濾池深度進(jìn)行巧妙設(shè)計(jì)。比如可將其設(shè)置在3.5m左右，并運(yùn)用混合填料進(jìn)行填充，促使經(jīng)過(guò)滴濾池的污水氮氨量有所下降，必要時(shí)還可在滴濾池底部建造混凝土結(jié)構(gòu)，從而起到較強(qiáng)的水體承載作用，為農(nóng)村地區(qū)的生活污水的高效處理工作奠定基礎(chǔ)。

3 有效把控除污費(fèi)用

在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地綜合除污系統(tǒng)時(shí)，除了需要考慮去污性能外，還應(yīng)對(duì)其經(jīng)濟(jì)性展開(kāi)深度研究，這樣才能保證農(nóng)村居民能夠獲得物美價(jià)廉的污水處理產(chǎn)品。

在應(yīng)用新的污水處理系統(tǒng)后，一方面可對(duì)當(dāng)?shù)?0%以上的污水進(jìn)行合理處置，且整個(gè)建設(shè)工程造價(jià)僅為原有的70%左右；另一方面，在系統(tǒng)保養(yǎng)與檢修過(guò)程中，其費(fèi)用也能節(jié)約66.9%左右，從而讓農(nóng)村地區(qū)不會(huì)因過(guò)高的投入成本而降低新技術(shù)的利用率。

比如在某農(nóng)村地區(qū)在實(shí)際施工階段，滴濾池、水解池、人工濕地處理每噸生活污水所需投入的成本不超過(guò)1000元，且涉及到的結(jié)構(gòu)元件安裝費(fèi)用也在農(nóng)村居民可接受范圍內(nèi)。至于運(yùn)行成本每天的價(jià)格也僅有0.09元。因此，從經(jīng)濟(jì)性角度上對(duì)其進(jìn)行分析，可得知：它不但污水治理性能較強(qiáng)，而且所花費(fèi)的資金也滿足農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

4 結(jié)語(yǔ)

水解池-滴濾池-人工濕地工藝在實(shí)際設(shè)計(jì)階段需要從滴濾池參數(shù)、綜合除污性能、除污費(fèi)用等方面著手，確保經(jīng)過(guò)凈化后的生活污水能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用，進(jìn)而為我國(guó)水資源匱乏問(wèn)題及水源污染事件的有效處理提供重要參考依據(jù)。同時(shí)，還可促使農(nóng)村居民也擁有高品質(zhì)水源，進(jìn)而打造良好的生活環(huán)境。