人工湿地污水生态处理工艺工程实例分析

时间：2013-07-17 作者：lyqkw 所属分类：未知 点击：69次

　　摘要：为了配合社会主义新农村建设的需要，加强农村水环境治理力度，改变农村污水无序排放现状，提高农民生活环境和身体健康水平，各级政府大力推进农村污水治理工作，人工湿地污水生态处理工艺是其中一项重大举措。本文以某工程实例来简单分析农村污水的生态处理流程。

　　关键词：人工湿地,农村污水,环境污染,生态处理

　　一、 前言

　　本实例工程位于广州市萝岗区，工程性质属于雨污分流改造工程，即对农村排水系统进行改造，改变污水乱排乱放污染河涌水体环境的情况，达到农村污水雨污分流以及保护环境的目的。由于该工程位置距离周边的市政污水系统比较远，污水收集后排往市政污水系统造价较高且实施难度较大(污水管道埋深较大，需采用顶管方式施工)，故考虑采用人工湿地污水生态处理工艺对污水进行就地处理，处理后达标水质就近排入河涌。

　　二、 农村现状排水特点分析

　　1、 农村现状排水体制基本上为合流制，一般都是采用明沟排水，一到晴天排水沟就会恶臭难闻;一到下雨天，某些排水能力不足的沟渠就会污水横流，环境污染严重。

　　2、 不少农村在新建房屋和旧房卫生设施改造中，虽然建有蓄粪池，但却没有排放设施，造成蚊蝇滋生，污水四溢，臭气逸散，导致周边环境恶化。

　　3、 农村周边河涌往往兼任着灌溉渠功能，随着农村污水排入河涌污染水体的日渐严重，也逐步对农业灌溉水造成了严重的污染。

　　4、 靠近水源保护区的部分农村污水没有得到有效的处理，其污水直接排入水源地成为水源水的污染源之一。

　　5、 很多农村生活污水就近排入村内水塘，导致水塘富营养化严重，散发恶臭，对周边环境污染严重。

　　6、 农村生活污水一般包括洗涤、洗漱和厨房废水以及人、畜、家禽粪尿和禽畜养殖废水。相对与城镇生活污水而言，农村生活污水具有分布散、污染物成分简单、易处理、水量变化大等特点。

　　三、 污水量及水质

　　1、污水量

　　根据相关资料得知工程区域内综合生活用水量指标为150L/cap·d，生活污水量为总用水量的80%。设计范围内人口数约为2000人，污水地下水的渗入系数取10% 。由此可算得污水量Q=264m3/天。

　　2、污水水质

　　农村生活污水含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物的浓度分别为：

　　CODcr=200mg/L，BOD5=120mg/L，NH3-N=25mg/L，SS=150mg/L,TP=2.5mg/L

　　四、 污水处理工艺

　　1、工艺选择

　　根据村庄所在区位、人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点以及排放要求、经济承受能力等具体条件，因地制宜地来选择处理工艺，并充分利用地形地势、可利用的水塘及废弃洼地，尽量采用生物、生态组合处理技术实现污染物的生态降解和氮、磷的生态去除，以降低污水处理能耗，节约建设、运行成本。本工程选择的处理工艺为：

　　厌氧水解+人工湿地处理工艺

　　2、处理流程

　　农村生活污水的处理流程一般先采用物理方法去除呈悬浮状态的固体污染物质，然后再利用生物或生态方法依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。污水处理流程可分为三个阶段：

　　第一阶段主要是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物(SS)，常用沉淀、过滤等物理，配套的处理设施有沉砂池、格栅等。经过本阶段处理后的污水，BOD能去除30%左右，但对溶解性污染物质去除效果不明显。

　　第二阶段主要是降解和去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质(BOD和COD物质为主)，常用厌氧水解、接触氧化等生物处理方法。

　　第三阶段主要是进一步去除第二阶段所未能有效去除的污染物质，其中包括氮、磷等能够导致水体富营养化的物质等。常用的方法有人工湿地、稳定塘等生态处理方法，起到强化去除污染物的作用。

　　3、处理单元

　　(1)格栅池

　　去除污水中体积较大的固体杂物，保护下游设备，栅距20mm。

　　(2)提升泵坑

　　由于进水管水位比较低，故需使用提升泵把污水提升进入厌氧池。

　　(3)厌氧池

　　厌氧池是利用厌氧微生物的水解和产酸作用，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使污水在后续的处理单元以较少的能耗和较短的停留时间下得到处理。

　　厌氧池工艺参数为：

　　有效水深：2.85米

　　水力停留时间：不小于6小时

　　清理方式：定期人工清掏以保持工艺正常运行，清掏周期一年一次

　　(4)人工湿地

　　A.基本原理

　　人工湿地是一种通过人工设计、改造而成的生态型污水处理系统，主要由基质、水生植物和微生物三部分组成。人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用，湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜，废水流经生物膜时，大量的悬浮物被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中的氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养充分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。

　　B.人工湿地的分类

　　根据布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同分为以下三种类型：

　　①表面流人工湿地

　　②水平潜流人工湿地

　　③垂直潜流人工湿地

　　本工程选用的是水平潜流人工湿地。

　　C.功能

　　人工湿地具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，不仅可以有效而经济的净化水质，充分降解污水中的有机污染物和氮、磷，而且植物能兼容绿化建设，改善生态环境。

　　D.结构

　　人工湿地由池体、填料、植物、布水管、集水管和防渗系统等组成。池体一般采用砖混结构，填料采用不同粒径的碎石，防渗系统宜采用防渗膜。

　　本工程湿地采用一级人工湿地、二级人工湿地处理工艺，人工湿地规模为880m3,深度为1.2m。湿地填料分五层：分别选用碎石、卵石、粗沙、中沙、种植土，粒径30~50mm。

　　E.常用植物

　　湿地床种植多种植物:再力花、菖蒲、香根草、风车草、鸢尾、梭鱼草、凤眼莲、荷花、千屈菜、水蜡烛、纸沙草、美人蕉、花叶芦竹等。本工程选用再力花、香根草、美人蕉、花叶芦竹四种植物。

　　湿地植物对污染物的吸收、吸附及其根际效应是实现污水处理的重要途径，应在植物生长旺季及时收割，在春季、秋季进行换茬,以确保处理效果,冬季要及时清理枯萎植物。残体应及时运走或作相应合理处理。动植物油类、悬浮物等的积累是影响人工湿地系统正常运行的主要威胁之一，因此应对湿地进水口及其表面的杂质进行清理，防止二次污染。

　　4、处理效果

　　经过人工湿地生态处理后出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准的规定要求，设计出水水质如下：

　　CODcr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，NH3-N≤15mg/L，SS≤30mg/L,TP≤1.5mg/L

　　五、 结论

　　本工程在农村排水改造中结合工程实际因地制宜地选用人工湿地生态处理工艺对污水进行处理，在出水水质满足要求的前提下既可以降低工程造价，又可以达到改善农村生活环境的目的。

　　参考文献：

　　[1] 《广州市农村生活污水处理适用技术指引》(修订版) 广州市污水治理工程管理办公室、广东省建筑设计研究院，2010.10

　　[2] 《广东省农村生活污水处理技术指引》广东省环境保护厅，2011.12

　　[3] 《人工湿地污水处理工程技术规范》环境保护部，HJ 2005-2010

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