A／O＋人工濕地組合工藝在東陽(yáng)江流域制藥廢水深度處理中的應(yīng)用

胡智鋒，裘 知

（浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310007）

1 引言

人工濕地技術(shù)是20世紀(jì)70年代興起的一種污水生態(tài)處理工程技術(shù)，由于具有投資少、能耗低、管理方便等優(yōu)點(diǎn)［1］，因而在污水處理中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。

東陽(yáng)江人工濕地凈水處理工程位于浙江省東陽(yáng)市歌山鎮(zhèn)，距東陽(yáng)市16km，占地約6萬(wàn)m2。該工程的建設(shè)目的是對(duì)東陽(yáng)江上游醫(yī)藥化工園區(qū)排放的制藥廢水進(jìn)行集中式深度處理，提升納入東陽(yáng)江流域的廢水水質(zhì)，從而削減東陽(yáng)江流域水體污染負(fù)荷，提升區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量。工程采用目前國(guó)際上比較先進(jìn)的高效垂直潛流（二級(jí)）、表流串聯(lián)人工濕地系統(tǒng)，同時(shí)以生物多樣性原理構(gòu)建濕地植物生態(tài)系統(tǒng)［2］。

2 廢水水質(zhì)、水量

污水來(lái)自于區(qū)域內(nèi)醫(yī)藥化工行業(yè)排放的經(jīng)過(guò)企業(yè)預(yù)處理后的工業(yè)廢水和少量生活污水。根據(jù)對(duì)東陽(yáng)江流域上游制藥企業(yè)廢水排放情況的調(diào)研，確定工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為16 000t／d。同時(shí)，要求該工程對(duì)影響東陽(yáng)江流域水環(huán)境質(zhì)量的主要污染因子COD、NH3－N具有良好的處理效果，達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

3 廢水處理工藝

針對(duì)進(jìn)水氨氮和有機(jī)物濃度較高，B／C較低的特點(diǎn)，在流程中設(shè)計(jì)了A／O預(yù)處理工藝強(qiáng)化對(duì)廢水中有機(jī)污染物和氮素的去除；同時(shí)利用垂直潛流人工濕地和表流人工濕地技術(shù)的串聯(lián)強(qiáng)化整個(gè)工藝對(duì)廢水的深度處理效果，同時(shí)達(dá)到低耗運(yùn)行的目的。確定的廢水深度處理工藝為A／O預(yù)處理＋高效垂直復(fù)合潛流（二級(jí)）＋表流串聯(lián)人工濕地系統(tǒng)組合工藝。該工程處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工程處理工藝流程圖

4 廢水處理工藝構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

4.1 工程的分區(qū)

濕地總平面按功能分區(qū)，根據(jù)地形充分利用土地和地勢(shì)，集水井和A／O預(yù)處理池及部分一級(jí)潛流人工濕地位于東部狹長(zhǎng)地帶；主要處理單元一、二級(jí)潛流人工濕地與表流人工濕地位于西側(cè)開(kāi)闊地區(qū)。工程平面布置圖見(jiàn)圖2。

濕地主干道寬15m，構(gòu)筑物及干道兩側(cè)設(shè)2～3m寬綠化帶，呈環(huán)狀布置，與各主要構(gòu)筑物相連。污水從濕地東部集水井進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)A／O預(yù)處理單元、一級(jí)潛流人工濕地、二級(jí)潛流人工濕地和表面流人工濕地，經(jīng)處理后的水從濕地工程的西部排放進(jìn)入東陽(yáng)江。

圖2 工程平面布置

4.2 A／O預(yù)處理池

設(shè)置A／O預(yù)處理單元主要是強(qiáng)化工程對(duì)廢水中有機(jī)污染物和氮素污染物的去除，為了增加體系的污泥濃度，增強(qiáng)污染物去除效果。

預(yù)處理池采用鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸：30m×20m，有效水深2.2m，總水力停留時(shí)間2h，在A池和O池布設(shè)HX型組合填料，填料直徑150mm，填充率50%，采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供氣源，風(fēng)機(jī)風(fēng)量q為31.7m3／min，風(fēng)壓p為30kPa，配套電機(jī)功率n為30kW，2臺(tái)，1開(kāi)1備。

4.3 垂直潛流人工濕地

一、二級(jí)垂直潛流式人工濕地串聯(lián)設(shè)計(jì)，采用素土夯實(shí)膜防滲結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量為16 000m3／d，垂直流人工濕地面積為40 990m2，設(shè)計(jì)水力負(fù)荷為0.40m3／（m2od），水力停留時(shí)間為71.4h，填料層深度為1.5m，采用碎石填料，粒徑50～350mm，同時(shí)以生物多樣性原理構(gòu)建濕地植物生態(tài)系統(tǒng)，一級(jí)潛流人工濕地共種植香蒲、菖蒲、風(fēng)車草、菩提子、千屈菜、蒲葦和斑茅等25種植物，主要處置COD、BOD5等，以降低二級(jí)潛流人工濕地的處理負(fù)荷；二級(jí)潛流人工濕地共種植蘆竹、美人蕉、水蠟燭和菖蒲等17種植物，主要處置N、P等元素。為保證濕地系統(tǒng)布水均勻，各分塊濕地設(shè)有獨(dú)立的布水系統(tǒng)，采用階梯式布水方式。

4.4 表流人工濕地

表流人工濕地采用素土夯實(shí)膜防滲結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量為16 000m3／d，濕地面積為4 370m2，有效深度為1.2m，水力停留時(shí)間為5.1h，濕地布置有阿科曼BDF型填料600m2，填料規(guī)格為2.0m×1.2m。表流濕地主要是對(duì)二級(jí)潛流人工濕地出水起到進(jìn)一步的修飾凈化作用，并營(yíng)造一定的景觀效果，因此，表流人工濕地共種植了聚草、睡蓮、田字萍等7種植物。

5 工程運(yùn)行結(jié)果

工程自2008年3月開(kāi)始建設(shè)，于2009年4月底完工，5月初開(kāi)始試運(yùn)行。在進(jìn)水量達(dá)到設(shè)計(jì)水量的90%的情況下，工程通過(guò)實(shí)地調(diào)查和委托監(jiān)測(cè)進(jìn)行了驗(yàn)收。驗(yàn)收期間人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行正常，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 人工濕地系統(tǒng)各處理單元的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

由表2可知，該工程出水中的COD、NH3－N濃度達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，COD、NH3－N的平均去除率分別達(dá)到75.4%、62.3%，處理效果良好。

工程總裝機(jī)功率為122kW，動(dòng)力設(shè)備為間歇性運(yùn)行，噸水動(dòng)力費(fèi)用為0.14元／t，低于常規(guī)處理工藝。

6 結(jié)語(yǔ)

東陽(yáng)江人工濕地凈水處理工程能有效提升納入東陽(yáng)江流域的廢水水質(zhì)，保護(hù)東陽(yáng)江流域的水環(huán)境質(zhì)量，對(duì)COD、NH3－N的平均去除率分別達(dá)到75.4%、62.3%，處理效果良好，且在經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理上都有一定的可行性，值得在適宜地區(qū)推廣。

［1］籍國(guó)東，倪晉仁.人工濕地廢水生態(tài)處理系統(tǒng)的作用機(jī)制［J］.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004，5（6）：71～75.

［2］楊志煥，葛 瀅，沈 琪，等.亞熱帶人工濕地中配置植物與遷入植物多樣性的季節(jié)變化［J］.生物多樣性，2005，13（6）：527～534.

［3］吳曉磊.人工濕地廢水處理機(jī)理［J］.環(huán)境科學(xué)，1995，16（3）：83～86.

［4］聶志丹，年躍剛，等.水力負(fù)荷及季節(jié)變化對(duì)人工濕地處理效率的影響［J］.給水排水，2006，32（11）：28～30.

［5］袁東海，任全進(jìn)，等.幾種濕地植物凈化生活污水COD、總氮效果比較［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（12）：2 337～2 341.