一體化處理設備+人工濕地在農(nóng)村生活污水處理中的優(yōu)勢

丘 宙

（廣東自遠環(huán)保股份有限公司，廣東梅州 514700)

一體化工藝是當前污水處理的主要方式，其也存在投資及運維費用高等缺點。人工濕地是人為的模擬生態(tài)系統(tǒng)中的濕地，通過物理、化學、生物作用將其中的有害物質(zhì)降解，從而實現(xiàn)對污水的凈化，但是人工濕地也存在占地面積大、處理能力受環(huán)境影響大等缺點。本文通過分析一體化設備+人工濕地相結(jié)合模式的優(yōu)勢所在，為農(nóng)村污水處理工程建設提供借鑒。

1 農(nóng)村生活污水的特點及存在的問題

1.1 農(nóng)村生活污水特點

1.1.1 來源

受農(nóng)村生活習慣及生活條件的影響，其生活污水主要由廚房污水及農(nóng)業(yè)用水組成。農(nóng)畜產(chǎn)業(yè)發(fā)達的村鎮(zhèn)，通常污水中還含有大量的牲畜糞便和化肥等物質(zhì)。

1.1.2 水質(zhì)

區(qū)別于城市工業(yè)區(qū)，農(nóng)村污水含有大量的寄生蟲和細菌等微生物，屬于可生物降解類型。

1.1.3 水量

因為農(nóng)村人口數(shù)量少，所以其總的用水量不高。一般用水高峰集中在三餐時段，夜間用水量顯著降低。

基于農(nóng)村污水產(chǎn)生的來源、組成及時段，農(nóng)村污水的處理表現(xiàn)出不同于一般污水處理的特點，對處理設備也提出了更高的要求。

1.2 農(nóng)村生活污水治理存在的問題

1.2.1 農(nóng)村污水處理工程規(guī)模大

國內(nèi)農(nóng)村污水處理起步晚，加上農(nóng)村基礎設施落后，因此農(nóng)村污水處理工程建設不僅要包括排水改造，還要延伸到衛(wèi)生間改造等。中國農(nóng)村人口占比超6億，農(nóng)村污水處理建設不僅工程量巨大，而且施工復雜，加重了農(nóng)村污水處理的難度。

1.2.2 農(nóng)村污水處理工藝不成熟

現(xiàn)階段，我國對農(nóng)村污水處理的意識還比較薄弱，相關(guān)領(lǐng)域也缺乏相應的研究成果。盡管國外已經(jīng)形成了一套先進的、成熟的污水治理體系，但是由于我國國情的特殊性，國外的治理體系并不完全適用于我國農(nóng)村。摸索一套適合我國農(nóng)村發(fā)展現(xiàn)狀并且行之有效的處理工藝才是我國農(nóng)村污水治理的重中之重。

1.2.3 農(nóng)村污水處理工程建設和運行成本高

農(nóng)村人口密度遠比不上城市，除了道路改造之外，人均農(nóng)村污水處理工程建設的成本要高于城市。

2 一體化設備+人工濕地處理污水模式的優(yōu)勢

2.1 一體化設備

受農(nóng)村地理條件和經(jīng)濟條件的限制，農(nóng)村地區(qū)不適合建立運行成本過高的污水處理廠，因此一般的污水處理工藝難以在農(nóng)村實現(xiàn)大規(guī)模推廣。而一體化技術(shù)由于其設備的集成化，容易在地上和地下放置，因此減少了建設費用，易于在農(nóng)村地區(qū)大規(guī)模實施開展。

一體化設備工藝包括很多種，比如利用生物接觸處理技術(shù)的一體化設備，將AO-接觸氧化、MAT曝氣技術(shù)、空氣提推技術(shù)、電解除磷、高速澄清器等裝置集成在一個箱體中，充分利用了土地面積、大大減少了工藝流程、提高了污水處理的效率。

2.2 人工濕地

人工濕地是污水生態(tài)處理技術(shù)的典型代表，通常人為模擬生態(tài)系統(tǒng)的特性，在水泥建成的水池或溝槽中裝填一定厚度的基質(zhì)層，并在該基質(zhì)層上種植水生植物。該方法的原理是利用水生植物以及基質(zhì)層微生物的分解作用分解排放到人工濕地物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)換為對環(huán)境無害的物質(zhì)。人工濕地充分結(jié)合了農(nóng)村的生產(chǎn)生活情況，產(chǎn)生的物質(zhì)又能用于農(nóng)作物的生長。人工濕地具有建設和運營成本低、操作管理簡單、生態(tài)價值高等優(yōu)勢，但是占用土地面積大也是其難于推廣的重要原因。

2.3 一體化設備+人工濕地處理污水模式

為了解決一體化設備和人工濕地獨立運營產(chǎn)生的問題，開發(fā)了一體化設備+人工濕地模式。一體化+人工濕地模式并非兩種模式簡單的加和，它充分考慮了二者的優(yōu)勢和缺點。

2.3.1 占地緊湊

一體化設備+人工濕地模式可以充分利用農(nóng)村土地面積，既可以將設備設于地面上，也可埋于地下。將設備埋放在地下具有一定保溫效果，與人工濕地相連后，減少了總體占地面積，且不影響周圍村民的日常生活。

2.3.2 建造和運行維護成本低

農(nóng)村地區(qū)地廣人稀，單一模式運行會大大增加運營成本，通過一體化設備上的全自動電器控制系統(tǒng)以及設備損壞報警系統(tǒng)，將經(jīng)一體化設備處理過的污水排入人工濕地，不需要過多的人力，使得設備的維護與管理更加簡便。該模式克服了農(nóng)村污水分布散、難收集、難管理的特點。

2.3.3 提供間接效益

該模式在最后環(huán)節(jié)由微生物分解產(chǎn)生的有益物質(zhì)可以排放到農(nóng)田中，供農(nóng)作物吸收提高產(chǎn)量，而且人工濕地的存在還會降低農(nóng)作物蟲害的影響。

通過調(diào)節(jié)一體化設備與人工濕地的規(guī)模及運行時間，使占地面積的實用更加緊湊，并且不受高度的限制，設備布置更加合理、操作維護簡單，在兼具處理效果的同時，也有非常不錯的景觀效果，很適合農(nóng)村污水處理。

3 一體化設備+人工濕地處理農(nóng)村污水案例

3.1 項目簡介

以某村莊污水處理建設工程為例，6個行政村日均污水產(chǎn)生量為672m3，按照1.2的污水處理變化系數(shù)，要求日污水處理量為487m3，總規(guī)模為605m3。

3.2 技術(shù)路線及主要設備

主要工藝流程，如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程

格柵沉砂池由鋼筋混凝土構(gòu)成，為了避免雨水天氣影響及防止小孩掉落，要在沉砂池上加蓋子。

一體化設備是污水處理的核心部分，其工藝為“厭氧-缺氧-接觸氧化法”，分別由“生化池（厭氧池、缺氧池、接觸好氧池）、沉淀池、清水池”組成。為了保證結(jié)構(gòu)強度，設備由不銹鋼建造，并且配備配套污水提升泵、曝氣風機及污泥回流泵等裝置。

人工濕地底部填充石灰石基質(zhì)層，基質(zhì)層上種植根系發(fā)達、凈化能力強的水生植物，同時以再力花、風車草及美人蕉作為主要的濕地植物。

3.3 運行效果

本工程除人工及電力費用外，沒有其他費用。由此可見一體化設備+人工濕地處理污水模式不僅能夠高效的、標準的處理污水，還能夠節(jié)約成本。如表1所示。

表1 污水處理量檢測表

4 結(jié)束語

“十二五”以來，一體化設備+人工濕地模式已經(jīng)在我國農(nóng)村生活污水處理工程中取得了初步進展，一系列成果也證明了這種模式在農(nóng)村污水治理中的可行性，對于推進我國污水治理體系、治理能力現(xiàn)代化具有重要意義。