沼气池与人工湿地净化农村生活污水的效果_王俞薇

2010年第5期1091收稿日期:2010-06-17基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX0710100606);浙江省新苗人才计划项目(2008R40G2100077)作者简介:王俞薇(1987－)，女，浙江宁波人，从事农业资源与利用研究工作。注:徐涌系通信作者。沼气池与人工湿地净化农村生活污水的效果王俞薇，顾科菲，朱筱洁，姜培坤，徐涌(浙江林学院环境科技学院，浙江临安311300)摘要:在浙江省临安市太湖源镇里横渡村进行农村生活污水处理试验，结果显示，采用净化沼气池和人工湿地相组合的模式能有效降低污水中化学需氧量、悬浮物、总氮、总磷浓度，污染物去除率达70%以上。处理设施出水水质稳定，主要指标达到GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中规定的一级标准。关键词:农村生活污水;沼气池;人工湿地中图分类号:S210.3文献标志码:B文章编号:0528-9017(2010)05-1091-02随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国生活污水排放量呈逐年递增趋势［1］。长期以来，经济相对落后的农村村镇生活污水处理没有受到应有的重视，绝大部分处于放任自流的状态。污水处理率低，缺乏配套的污水处理设施，排放的污水大部分未经处理就直接排入附近河道，成为村镇水体污染的重要原因之一［2－3］。农村生活污水处理，是促进社会主义新农村建设的需要，我们通过在浙江省临安市太湖源镇里横渡村进行的生活污水处理试验，获得净化沼气池与人工湿地对水体污染物去除效率的基础数据，为农村生活污水处理模式和技术的研究与推广提供参考。1研究区概况与方法1.1研究区概况研究区位于浙江省临安市太湖源镇里横渡村，属于太湖流域源头地区，村内山岭环抱，属中低山区，中间有盆地。近年来该地森林旅游业发展迅速，现有农户52户，其中44户经营“农家乐”饭店。2008年，在村内建立起集中式的污水处理系统，将农户排放的生活污水和“农家乐”污水通过纳管收集，再依次经过净化沼气池和人工湿地集中处理。1.2研究方法净化沼气池内设计有用于除去污水中纸张、饭粒、杂物等大颗粒悬浮物的格栅隔油区，用于对进水进行均质混合、贮存、预酸化的水解调节区，采用生物膜法和污泥法相结合的处理工艺净化污水的间隙式接触氧化曝气区，将部分剩余污泥和脱落的生物膜沉淀分离的沉淀区，对人工湿地进行配水的出水区。人工湿地则利用碎石和植物根系表面的微生物及植物本身的吸收作用降低水中污染物浓度。在净化沼气池的进水口、出水口和人工湿地出水口处设置水样采集点，于2009年春、夏、秋、冬4次采集水样，采集后当天对样品中悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)浓度进行测定。其中SS采用重量法，COD采用重铬酸钾法，TN采用过硫酸钾氧化－紫外分光光度法，TP采用钼锑抗分光光度法［4］。2结果与分析2.1对COD的去除效果COD是表征水体受有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性物质污染程度的指标。农村污水中有机污染物含量普遍较高，通过测定污水处理前后COD浓度的变化，可以检验沼气池与人工湿地相结合的处理模式对有机污染物的去除效率。图1表明污水经过净化沼气池后，COD浓度明显降低，尤其是夏季采样时，COD浓度从372mg·L－1降至49mg·L－1，说明对水体中有机物等还原性污染物质的去除效果明显。同时可以看出，人工湿地对进一步降低COD浓度的效果不显著，但从沼气池入口处至人工湿地出口处，水体中COD去除率四季均维持在70%以上，其中夏季为90%。处DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.2010.05.00610922010年第5期理后水体中COD浓度各季均小于40mg·L－1，达到国家环境保护总局颁布的GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级标准。图1处理系统对污水中COD的去除率2.2对SS的去除效果农户排放的生活污水中往往含有大量固体悬浮物，若直接排放于附近溪流、河道中，会对其下游水质造成影响［5］。图2表明，当地污水中SS浓度四季差异较大，夏季高而冬季低。这主要是由于夏季人均食物日消费水平提高，生活废弃物、排泄物量大及当地进入森林旅游旺季，游客增多造成的［6］。经过沼气池和人工湿地后，SS浓度大幅度降低至10mg·L－1以下，各季去除率均超过90%，净化沼气池对SS浓度降低的贡献率较大。图2处理系统对污水中SS的去除率2.3对TN、TP的去除效果图3－4表明，污水中TN浓度各季都在28mg·L－1以上，其中夏季为42.6mg·L－1，通过沼气池和人工湿地后，各季浓度均降至10mg·L－1以下。夏季TN去除率为84%，冬季为66%，春、秋季节去除率介于两者之间。污水中TP浓度在2.6～3.7mg·L－1之间，经过处理之后浓度降至1.2mg·L－