强化预处理＋人工湿地处理农村污水技术分析

第23卷第5期2014年9月河南城建学院学报JournalofHenanUniversityofUrbanConstructionVo1．23No．5Sep．2014文章编号：1674—7046(2014)05—0061—04强化预处理+人工湿地处理农村污水技术分析殷世强，郭一飞，朱新锋，刘盼，扶咏梅，谭水成(1．河南城建学院市政与环境工程学院，河南平顶山467036；2．郑州大学水利与环境学院，河南郑州450001)摘要：采用强化预处理+人工湿地工艺处理农村污水，该工艺能够稳定运行，煤渣和砖渣1：1配比填料适用于人工湿地。出水COD、NH一N、SS均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准，年实现COD、NH一N削减量分别为9．94t、1．72t。关键词：农村污水；预处理；人工湿地；潜流中图分类号：X703．1文献标识码：A污水对农村环境的污染已经成为制约我国农村环境综合水平提高的重要因素。对于城镇化进程较快的中原地区，这一点表现的更为明显。由于农村污水的产生、汇集和消纳途径与城市污水差别较大，加之技术和经济原因，农村污水的处理方式不同于城市污水处理。农村污水水质水量波动大，通常没有完善的污水收集系统，同时农村区域技术力量薄弱，资金缺乏，这造成了农村污水处理困难。但农村地区土地资源相对丰富，一些在城镇污水处理中受土地限制的工艺，如人工湿地，其在农村区域有广阔的应用空间。人工湿地由于其一次投资小、运行成本低、效果稳定、管理方便而在农村污水处理工程中有广泛应用。相对于传统的活性污泥法，人工湿地处理系统具有设备少、升级改造容易、易于创造景观效果等优点，这提升了人工湿地技术潜在的研究和应用价值。本文结合河南省叶县某村生活污水处理工程实例，探讨了强化预处理+人工湿地技术在中原地区农村污水处理过程中应用的可行性和适用性。1工程背景叶县位于平顶山市南部，属淮河流域华北平原西南边缘地区，该县地形平坦，气候类型为温带季风气候，多年平均气温14．9cI=，冬季一月份平均温度1．2℃。叶县某村在2008年开始新农村建设，建有简易的排水管网，为雨污合流式，但是尚未建任何污水处理设施，若继续无序排放势，必对村庄生态环境造成破坏，造成局部水环境恶化。“十二五”期间，国家加强了对淮河流域水污染的控制，使得该村污水处理工程的实施更为必要。该工程进水水质按照常规乡镇生活污水指标和村庄整治技术规范设计。考虑目前农村用水量较小，该系统处理水量为160m／d，服务人口数1200人。该村已有管网所收集的污水均为居民生活污水，可生化性较好。设计出水水质标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级B标准，设计进出水水质见表1。2工艺流程分析2．1工艺选择人工湿地具有建设费用低、维护管理成本低、管理相对简单的特点，这使得人工湿地与污水处理厂收稿日期：2014—06—08第一作者简介：殷世强(1988一)，男，河南信阳人，硕士研究生。62河南城建学院学报2014年9月或集中式污水处理设备相比在农村环境条件下的推广和应用更具有优势。根据污水在人工湿地中流态可将人工湿地分为表流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地。表1进水水质分析结果mg·L一表流人工湿地与自然湿地类型类似，废水从湿地表面流过，其污染物的去除主要依靠附着在植物茎干表层的生物膜分解和植物的吸收作用，去污效果优于自然湿地系统，这类人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点，但其占地面积较大，水力负荷率较小，去污能力有限。水平潜流人工湿地由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设有防渗层。与自由表面流人工湿地相比，水平流可以保证人工湿地具有较大的水力负荷和污染负荷，其污水的处理性能较高。潜流湿地中的填料和植物根系均可以成为微生物附着生长的载体，同时能够截留部分悬浮物。潜流湿地中污水处于地面以下，有一定保温作用。在垂直潜流性人工湿地处理系统中，污水是由湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，污水直接与基质接触，氧气可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统，垂直流人工湿地脱氮功能较为突出。三种不同类型的人工湿地各有优势，但在应用中也存在问题，如表流人工湿地观感和污水保温效果差，处理效果受气候影响大；水平潜流和垂直流湿地的抗堵塞能力差。本工程建设的主要目标是稳定处理村庄产生的生活污水，同时作为生产示范和教育基地。因此，该污水处理工程对处理效果和观感要求较高。结合三种湿地的不同特点、区域状况和工程要求，确定本次污水处理工程的主体工艺为潜流人工湿地。为防止污水中的悬浮物堵塞湿地填料，并均衡水质水量，在湿地的前端设置污水的预处理系统。经过预处理的污水通过配水渠均匀分布到湿地的前端。湿地出水直接排入附近水体，由于受纳水体高程与排水系统出口高差较小，整个处理流程中消耗的水头需要泵