新型復(fù)合生物濾池處理生活污水實(shí)際應(yīng)用

曹縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 李濤

隨著世界的進(jìn)步，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，水污染也日益嚴(yán)重，同時(shí)水資源匱乏也成為世界性難題。合理的處理生活污水不僅可以保護(hù)環(huán)境也可在一定程度上緩解我們所面臨水資源匱乏的壓力。但隨著國家對(duì)水環(huán)境治理要求的日益嚴(yán)格，對(duì)符合處理生活污水的濾池提出了更高的要求，因此針對(duì)這一現(xiàn)象，采用新工藝的符合生物濾池則可讓處理后的生活污水達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求。

常見的生活污水處理方法主要分為三類：活性污泥法；生物膜法；氧化法?；钚晕勰喾ㄊ悄壳笆澜缟蠎?yīng)用最廣的一種方法，其具有處理能力高，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。活性污泥法可氧化分解有機(jī)物，同時(shí)因?yàn)槲勰嗑哂幸欢ㄎ叫裕摲椒ㄒ簿哂辛己玫哪酆统两敌阅?。但該方法處理污水可投資較高，運(yùn)行管理比較復(fù)雜等缺點(diǎn)。

生物膜法主要是通過微生物所形成的生物膜來去除溶解性有機(jī)物，該方法具有處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好，產(chǎn)泥量低、占地面積小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此該方法在生活污水處理上極具潛力和競(jìng)爭(zhēng)力。

氧化法是通過對(duì)生活污水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解來實(shí)現(xiàn)污水凈化。該方法在城市污水預(yù)處理上廣泛應(yīng)用，但該方法對(duì)雜質(zhì)的處理并不完全，因此其處理效果并不理想，且成本較高。

針對(duì)以上三種方法并結(jié)合我國現(xiàn)狀，新型復(fù)合生物濾池采用泥膜法和生物膜法共同對(duì)生活污水進(jìn)行處理。下面將對(duì)該新型復(fù)合生物濾池進(jìn)行具體闡述

一、新型復(fù)合生物濾池工藝

新型復(fù)合生物濾池流程主要為：厭氧池-復(fù)合生物濾池-復(fù)合人工濕地。

復(fù)合式生物濾池一般由三級(jí)濾池所組成，第一級(jí)為厭氧濾池，在該濾池中通過濾料吸附和微生物共同協(xié)作來去除生活污水中的COD、SS和氮磷等。同時(shí)在濾池中采用間接式進(jìn)水模式，該方法有利于減少濾池的污泥產(chǎn)量和濾池中的微生物消耗。二級(jí)、三級(jí)濾池主要以泥土作為濾料，通過不同粒級(jí)和種類的填料來進(jìn)行污水處理。但傳統(tǒng)的復(fù)合生物濾池相比，新型復(fù)合生物濾池則增加了蚯蚓，作為天然的處理器，蚯蚓在幫助處理污泥的同時(shí)，也可通過運(yùn)動(dòng)增加透氣性和分解有機(jī)物。該工藝則解決了傳統(tǒng)復(fù)合生物濾池中存在土壤易板結(jié)、堵塞等問題。同時(shí)，引入蚯蚓，通過蚯蚓的活動(dòng)也可增加微生物數(shù)量和活性，促進(jìn)有機(jī)物的分解，同時(shí)蚯蚓作為天然生物，不會(huì)在處理污水中產(chǎn)生其他污染。

如今的新型復(fù)合式生物濾池主要以玻璃鋼為主要建造材料，以煤渣、泥土、陶粒為填料，通常是現(xiàn)場(chǎng)安裝。通過玻璃鋼現(xiàn)場(chǎng)安裝該新型復(fù)合式生物濾池可保證良好的密封性。現(xiàn)有復(fù)合式生物濾池和塔式蚯蚓生態(tài)濾池的區(qū)別在于主體材料采用玻璃鋼現(xiàn)場(chǎng)安裝而成，保證塔體本身的密封性能，不漏水、不滲水；采用新型濾料，密度較小，比表面積大，更加容易負(fù)載微生物；延長水力停留時(shí)間，污水在塔體停留時(shí)間更長；蚯蚓為改良過的蚯蚓品種，其耐淹性顯著提高，更耐臟；施工時(shí)間縮短，傳統(tǒng)塔式生物濾池施工時(shí)間在40～50d，而新型塔式蚯蚓生態(tài)濾池施工時(shí)間為10～20d，而主體安裝時(shí)間為2～3d，極大提高了工程效率。

二、處理工藝流程單元說明

（一）厭氧池

厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)一直備受環(huán)保主義者青睞，通過厭氧生物處理生活污水不需要氧氣，這大大降低了處理生活污水的能耗，而且具有良好的去除效果和更高的反應(yīng)速率。

一般來說生活污水中的有機(jī)物比較復(fù)雜，因此厭氧分解主要有四個(gè)階段。通過水解過程使厭氧菌不能分解的大分子有機(jī)物分解為小分子，讓水解后的產(chǎn)物可進(jìn)入?yún)捬蹙羞M(jìn)行下一步分解。其次是酸化階段，因?yàn)樗夂蟮男》肿咏?jīng)過厭氧菌的轉(zhuǎn)化會(huì)變?yōu)楹?jiǎn)單的有機(jī)物排出，因此通過酸化來幫助厭氧菌進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化，同樣第三步的產(chǎn)乙酸化具有相同作用，最后一步的產(chǎn)甲烷階段是整個(gè)厭氧過程最重要的一步，該階段也是厭氧反應(yīng)需要控制的階段。將污染物質(zhì)變?yōu)榧淄闅怏w會(huì)使污水中的COD含量大幅度下降，同時(shí)也維持了污水的酸堿平衡來保護(hù)厭氧菌的活性以保證反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

（二）復(fù)合生物濾池

復(fù)合生物濾池主要以一個(gè)或多個(gè)塔層組成，每一個(gè)層塔高大概30cm左右，主要以土壤陶粒等作為主要濾料，每個(gè)塔層填充了不同粒徑以及不同類型的填料來達(dá)到充分凈化污水的目的，且每一個(gè)塔層下都有出水孔，在塔間40cm的距離中，污水在滴落過程中可接觸到足夠的空氣，為有機(jī)物質(zhì)的分解提供了氧氣。濾料層中放有蚯蚓，因此該濾池也可稱為蚯蚓生態(tài)濾池，該濾池在普通的生態(tài)濾池中加入了蚯蚓，利用蚯蚓和微生物的協(xié)同，以及蚯蚓的生活習(xí)性來增加濾料通氣性，其次蚯蚓也可通過分解有機(jī)物來便污水處理更加有效。相比于傳統(tǒng)的生物濾池，通過引入蚯蚓來升級(jí)濾池的工藝不僅解決了土壤易板結(jié)堵塞等缺點(diǎn)，蚯蚓對(duì)土壤的疏松、消解、清理作用大大提高了微生物數(shù)量、存活率和活性。這大大降低了生活污水處理成本。

（三）復(fù)合人工濕地

人工濕地處理技術(shù)是近年來新興的污水處理工藝，其具有操作簡(jiǎn)單、處理效果好、成本低、效果穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。人工濕地經(jīng)過人為監(jiān)督和控制，使復(fù)合人工濕地相比于天然濕地更有效的兼顧了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。而由垂直流、表面流、水平流三種串聯(lián)而成的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)通過種植存活率高、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)好、抗水抗凍能力強(qiáng)的植物，通過微生物、植物、動(dòng)物對(duì)污水進(jìn)行多級(jí)處理和凈化。多種結(jié)構(gòu)的復(fù)合型人工濕地相比于傳統(tǒng)的人工濕地所承受的污水處理負(fù)荷量更大，投資運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理方便、出水具有一定的生物安全性、生態(tài)環(huán)境效益良好，因此作為蚯蚓生態(tài)濾池的輔助技術(shù)，協(xié)同處理生活污水。但是濕地對(duì)污水的處理受溫度影響較大。水的溫度伴隨著季節(jié)的升溫而升溫，導(dǎo)致溶解氧變?yōu)樽畹?，可能是濕地池中茂盛的水生植物和浮水植物大大地限制了大氣中的氧氣向水中擴(kuò)散的效率，并且到了夜晚，水生植物為了給自身提供能量所進(jìn)行的呼吸作用可能也會(huì)將白天水生植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣完全抵消。導(dǎo)致了濕地池的水體處于缺氧或者厭氧狀態(tài)，在此狀態(tài)下，濕地池中的好氧微生物的生化降解能力大大減小，隨之導(dǎo)致水質(zhì)的凈化效率降低。

三、新型復(fù)合生物濾池特點(diǎn)

（一）節(jié)能環(huán)保

生物濾池主要依賴微生物進(jìn)行生活污水凈化，因此在處理過程中，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，同時(shí)復(fù)合人工濕地不僅可以處理污染的水質(zhì)，還可以改善生態(tài)環(huán)境，為動(dòng)植物生存提供空間。

（二）污水凈化效果好

相比于傳統(tǒng)的生物濾池，該新型復(fù)合型的生物濾池通過串聯(lián)和人工濕地輔助，不僅大大降低了生活污水中COD、SS、氮、磷含量，使COD的處理效率在75%以上、總氮和總磷在80%左右、BOD5的處理效率在90%左右。

（三）具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益

復(fù)合型人工濕地在輔助處理生活污水的同時(shí)也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。濕地具有“地球之腎”的美名，其擁有眾多的野生動(dòng)植物資源，是重要的生態(tài)系統(tǒng)。許多珍貴的水禽的繁衍和遷徙都離不開濕地。因此建立濕地公園會(huì)形成良好的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。同時(shí)濕地公園的建立不僅可凈化附近水質(zhì)，改善生態(tài)環(huán)境，還能推動(dòng)當(dāng)?shù)氐穆糜螛I(yè)發(fā)展。

（四）維護(hù)管理簡(jiǎn)單

新型復(fù)合生物濾池所建立的系統(tǒng)處理、凈化污水、操作簡(jiǎn)單可靠、無需很多人員進(jìn)行維護(hù)管理。

四、運(yùn)行管理與效益分析

（一）運(yùn)行管理

針對(duì)該新型生物濾池的運(yùn)行，應(yīng)安排工作人員對(duì)厭氧池、復(fù)合式生物濾池、人工濕地進(jìn)行維護(hù)和管理。因此厭氧池需要三個(gè)月進(jìn)行清理一次，生物濾池中的微生物和蚯蚓要進(jìn)行定時(shí)補(bǔ)充并定期對(duì)復(fù)合式生態(tài)濾池、植物塘內(nèi)雜草、病蟲害進(jìn)行清理。濕地中的植物生長過旺時(shí)要進(jìn)行收割和換茬，冬季需及時(shí)清理動(dòng)植物殘?bào)w。

（二）效益分析

本工程具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，可減少COD排放量為1.76t/a；減少SS排放量為1.68t/a；減少氨氮排放量為0.25t/a；減少總磷排放量為0.03t/a；減少總氮排放量為0.28t/a。該污水處理工程總投資15萬元且運(yùn)行成本低，每噸水的運(yùn)行費(fèi)用為0.27元。

（三）結(jié)論

根據(jù)農(nóng)村地區(qū)生活污水特點(diǎn)，采用復(fù)合式生物濾池處理系統(tǒng)，處理效果顯著，運(yùn)行穩(wěn)定出水水質(zhì)達(dá)GB18918—2002一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。COD、SS、NH3-N、TN和TP去除率分別為80%、90%、80%、80%和85%

同時(shí)該系統(tǒng)作為農(nóng)村生活污水處理工藝，建設(shè)工期短，一次性投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。操作簡(jiǎn)單，處理效果良好穩(wěn)定，適合在農(nóng)村廣泛推廣。

五、小結(jié)

通過上文研究，新型的復(fù)合生物濾池串聯(lián)所形成的系統(tǒng)除了具有泥膜復(fù)合環(huán)境，還具有泥膜處理法和生物膜處理法的優(yōu)點(diǎn)，在擁有強(qiáng)大的污水處理負(fù)荷能力的同時(shí)也增強(qiáng)了生活污水的凈化效果，且對(duì)進(jìn)出水的水量要求不高、對(duì)水質(zhì)要求不高。由此可知，該新型復(fù)合生物濾池在生活污水處理上具有極強(qiáng)的優(yōu)越性，在降低水污染對(duì)人類日常生活所造成的影響，也可一定的緩解世界人民所面臨水資源匱乏壓力。因此，該新型復(fù)合生物濾池運(yùn)用到農(nóng)村地區(qū)，可通過處理生活污水，將處理后的水進(jìn)行灌溉或日常沖洗而達(dá)到水的多次重復(fù)利用，這將對(duì)解決西北地區(qū)用水困難提供了一條前景良好的方法。