强化沟渠处理三峡库区山地小城镇生活污水的研究_郭劲松

46给水排水Vol.36No.112010强化沟渠处理三峡库区山地小城镇生活污水的研究郭劲松1,2李勇1,2方芳1,2王磊1,2(1重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045;2重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘要强化沟渠是通过合理改造排水沟渠而达到污水净化处理目的的设施,其主要特征是在原有人工砌筑排水沟渠的基础上,利用渠底坡降形成的高度差和隔墙设置将处理渠分为若干处理段,结合生物接触氧化、人工湿地和稳定塘技术处理生活污水。在重庆忠县石宝寨镇的生产性试验结果表明:强化沟渠表现出了较强的有机物去除能力,对氮磷也有相当的去除效果。系统出水的CODCr、TN分别达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级A和一级B标准,NH3—N和TP达到二级标准,适合在三峡库区山地小城镇推广。关键词强化沟渠三峡库区山地小城镇生活污水0引言三峡库区周边小城镇发展迅速,用水量和污水排放量也随之迅速增加。但多数小城镇生态环境脆弱,排水体制不健全,绝大部分污水未经任何处理就直接排入长江,最终将影响到三峡水库的水质[1]。沟渠具有汇水、持水、水流通道、水质净化和维持生物多样性的功能,是连接城镇排水与受纳水体的重要通道[2～7]。作为污染物质传输的重要通道,自然沟渠不仅起到了输移功能,而且良好的沟渠系统也有一定的削减污染负荷、净化水质的功能。目前国内外对沟渠的研究主要集中于沟渠对非点源污染物的净化能力,尤其是对农业面源污染物的拦截与降解能力[8～13]。而沟渠系统对点源污染治理的研究尤其是小城镇中普遍存在的人工沟渠系统对生活污水净化效果的相关研究不多。所以如何合理调控和改造沟渠,使之可以有效削减生活污水的污染负荷是小城镇可探索的一条途径。在对三峡库区典型小城镇石宝镇的给排水设施、居民用水特性和排放污水的水质水量等进行充分调研、监测和统计分析的基础上,利用山地小城镇排水沟渠内部的地形高差形成的水流跌落进行复氧,结合生物接触氧化、人工湿地和稳定塘技术对沟国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07104002);国家科技支撑计划重点项目(2008BAD98B04);重庆市重点科技攻关项目(CSTC2009AB7036,CSTC2008AB7083)。渠进行合理改造,开发具有山地小城镇特色的人工强化技术与自然生态净化技术相结合的生活污水净化处理设施并进行生产性试验。以期为三峡库区山地小城镇生活污水治理提供一种可行的方法。1试验装置和试验方法1.1试验装置及工艺流程试验沟渠位于重庆市石宝镇码头旁,沟内沉积有大量污泥及各种垃圾,污水呈黄色,带有明显恶臭味,附近居民的生活污水经此直接排入长江。2008年3～4月对试验沟渠进行了适当的改造。在原有人工砌筑的排水沟渠的基础上,设置隔墙将沟渠分为处理渠和溢洪分流渠,利用渠底坡降形成的高度差和隔墙设置将处理渠分为11个处理段(见图1),结合生物接触氧化、人工湿地和稳定塘技术处理生活污水。人工湿地段的构造见图2。图1强化沟渠的工艺示意图2人工湿地段构造示意DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2010.11.006给水排水Vol.36No.11201047在强化沟渠系统中,处理渠长46m,宽0.7m,分流渠宽0.3m,渠道高1m。污水首先进入分流槽,通过调节分流槽出口矩形堰的高度可以控制进入格栅沉砂池的流量。在格栅沉砂池中,主要是依靠沉淀作用和出水口的多道孔径递减的竹网格栅的拦截作用去除污水中的悬浮物质。垂直流接触氧化段共3段,主要是依靠微生物的吸附降解作用去除污染物质。填料采用80的聚乙烯浮球填料,分内外双层球体,外部为鱼网状球体,内部为旋转型球体,同时设置多道垂直布置的导流板,使污水在处理段内部上下流动,呈垂直流态,出水为顶部倾斜溢流,经多级跌水挡板跌落后进入下一级接触氧化段。经过3级垂直流接触氧化段后,污水由沟渠底部进入2段折流式接触氧化段,其中设置多道平行等距的折流板,相邻的两个折流板进水和出水方向都相反,填料为当地所产的碎石、卵石、红砖碎块,来源广泛,价格低廉。人工湿地共4段,每段长×宽×高=4.5m×0.7m×(0.1～0.7)m,主要由导流板、竹网填料、碎石填料、挺水植物组成,依靠填料、植物和微生物去除水中的污染物质。其中填料分为3层,分别为中等粒径的碎石、中-小粒径碎石、小粒径的碎石,在不同粒径填料交界处错落布置多层平面竹网,沿水流方向3层填料按粒径由大到小顺序等厚度布置。湿地植物为从附近水田和池塘移植过来的菖蒲、灯心草、茭白、美人蕉,每段湿地种植一种植物。系统的最后一段是稳定塘段,主要由进出水挡板和凤眼莲组成,通过沉淀作用和植物的吸收、吸附作用进一步去除污染物。1.2测试项目和方法试验期间主要的水质分析指标包括:CODCr、