人工构建土壤湿地对农村生活污水的处理研究_何希贤

第26卷第11期宿州学院学报Vol.26,No.112011年11月JournalofSuzhouUniversityNov.2011doi:10.3969/j.issn.1673-2006.2011.11.011人工构建土壤湿地对农村生活污水的处理研究何希贤1,解斐1,王娅楠1,冯景伟2*1.蚌埠第二中学,安徽蚌埠,233000;2.合肥工业大学,安徽合肥,230009摘要:采用人工构建土壤湿地处理农村生活污水,结果表明:出水化学需氧量的浓度低于60mg·L-1,出水氨氮低于8mg·L-1,出水总磷低于1.5mg·L-1,达到城镇污水一级B排放标准。不同季节化学需氧量、氨氮、总磷的去除效率由高到低依次为:夏季>春季>秋季>冬季。人工构建土壤湿地对化学需氧量、氨氮、总磷处理都具备一定的耐冲击负荷能力,可以有效解决农村生活污水肆意排放问题;同时,建设费用低,可因地制宜设计,维护成本小,在污水净化处理过程中,无需消耗动力,尤其适合现阶段我国农村实情。关键词:土壤湿地;农村生活污水;硝化细菌;聚磷菌;自动增氧中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673-2006(2011)11-0036-04收稿日期:2011-09-18*通讯作者:冯景伟(1981-),河北藁城人,博士,讲师,主要研究方向:水污染控制理论与技术。随着社会经济的快速发展,新农村建设步伐将日益加快,人口聚集程度将不断提高,大量工业废水、生活污水、生活垃圾以及畜禽养殖废水不经处理直接排放,给地表水环境带来的污染问题将越来越严重。目前,据国家环保部的统计数据显示,我国农村人口有7亿多,而大约有3亿多的农村人口喝不上安全的饮用水,其中超过60%是由于人为因素导致的水质不达标。96%的农村没有完善的排水系统和污水处理系统,直接排入周边的河流、湖泊,造成了水环境的污染[1-2]。另一方面,生活污水也是疾病传播、扩散的源头,容易造成部分地区传染病、地方病、人畜共生病的肆虐。农村污水的特殊性主要包括两个方面。首先,农村生活污水一般没有固定的排水口,排放口比较分散,具有排放量小、点多、面广等特点。其次,农村生活污水构成包括洗涤、洗浴和厨房用废水及人、畜粪、尿和家禽养殖废水,具有污染物成分简单、易处理、水量变化大的特点。目前,国内研究较多的农村生活污水处理技术有化粪池、沼气池、氧化塘以及土地处理、氧化沟等[3]。闫亚男等[4]采用改良型化粪池/地下土壤渗滤系统组合工艺处理农村生活污水,出水达到一级B排放标准。王俞薇等[5]采用净化沼气池和人工湿地相组合的模式有效去除污染物,去除率达70%以上。陈广等[6]采用二级串联氧化塘系统处理太湖地区农村生活污水,该技术对氨氮的去除率较好,达到90.8%以上,但其他常用指标的效果较差。叶芬霞等[7]利用塔式复合人工湿地对农村生活污水进行处理,化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为72%、82%、83%、63%。国外在农村分散污水处理方面研究较早。日本采用的处理技术主要是由日本农村污水处理协会研制的JARUS模式,共有15种不同型号装置,主要是利用了生物膜技术[8]。澳大利亚的专家提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”[9],特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区。其中,人工湿地和土地处理系统受到越来越多的重视,对于农村污水处理有着不可忽视的优势。人工湿地是20世纪70年代发展起来的污水处理技术,由于其具有高效的处理效果、低成本投入及低操作费用,出水水质可达到或超过常规二级处理水平的特点,因而逐步在各领域被广泛应用[10];土地处理系统是在用污水灌溉农田的基础上发展起来的,也是一种污水处理的生态工程技术[11]。但人工湿地占地面积大,卫生条件差,处理效果低且受季节影响较大[12];土地处理系统不适合处理有机负荷大、酸碱度高的污水,因为土壤浅层容易发生严重的堵塞,另外,处理效果与当地土壤类型有关系[13-15]。随着农村经济的发展,农村已不再是以前的青山绿水,环境污染越来越严重,农民对环境质量也越来越重视。而目前的人工湿地存在需要土地面积较大、对恶劣气候抵御能力弱、净化能力受作物生长成熟程度的影响大等问题,土地处理系统存在土壤、气候、水文要求严格、土壤堵塞和受温度条件限制较大等问题,为此,本文借鉴了土地处理系统和人工湿地的优点,并取长补短,开发了有自身特色的新型污水36处理技术。1试验材料、分析方法及技术1.1气候条件试验装置安放在安徽省蚌埠市第二中学校园内。蚌埠市属亚热带季风气候,雨量充沛,四季分明,春秋短、冬夏长,冬夏温差显著。年平均气温15.1℃,1月份最低,平均气温1℃;7月份最高,平均气温28.1℃。年平均降水量为905.4mm,夏季最多,达467.4mm;春季