福州市飲用水源地農(nóng)村污水處理技術(shù)探討

李艷波，林金畫，溫 和

(1．福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350119;2福建偉邦市政環(huán)保設(shè)計研究院，福建福州350000)

福州市飲用水源地農(nóng)村污水處理技術(shù)探討

李艷波1，林金畫2，溫 和2

(1．福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350119;2福建偉邦市政環(huán)保設(shè)計研究院，福建福州350000)

為研究適合農(nóng)村生活污水處理的方法，對農(nóng)村生活污水的排放特征和處理技術(shù)進行了探索，建立了適合福州飲用水源地農(nóng)村污水處理的組合技術(shù)，并建立了示范工程。

飲用水源地;農(nóng)村污水;水解酸化;人工濕地;福州

為了切實加強飲用水源地保護，建設(shè)好城市備用水源，福州市政府啟動了農(nóng)村飲用水源地環(huán)境綜合整治工程。福州市地處我國東南地區(qū)，飲用水源地多位于山林之中，農(nóng)戶居住分布不均，增加了農(nóng)村污水的處理難度。因此，尋求適合福州水源地的農(nóng)村污水處理模式非常重要。本文從福州地區(qū)實際情況出發(fā)，分析了國內(nèi)外農(nóng)村污水處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了適合福州地區(qū)農(nóng)村飲用水源地農(nóng)村污水處理模式。

1福州市飲用水源地的排放特點

1.1污染源現(xiàn)狀

福州市農(nóng)村飲用水源地環(huán)境綜合整治工程啟動后，各飲用水源地已嚴格劃分了飲用水源保護區(qū)，拆遷了各類工業(yè)污染源和養(yǎng)殖污染源。目前飲用水源地農(nóng)村污水主要包括餐飲業(yè)污水、洗滌污水、居民生活糞便污水及農(nóng)田耕地徑流和山地林地地表徑流等。

1.2水質(zhì)特征

相對于城鎮(zhèn)生活污水，農(nóng)村生活污水具有分布散、污染物濃度相對較高、水量差異大等特點［1］。監(jiān)測表明福州市農(nóng)村污水各項指標如下:COD＜200mg/L、BOD＜100mg/L、SS＜150mg/L、NH3－N＜30mg/L、P＜3mg/L。

1.3水量及排放特點

農(nóng)村人均污水排放量少于城市居民，經(jīng)濟越欠發(fā)達的地區(qū)，人均污水排放量越少。另外，由于農(nóng)田和地表徑流受氣候影響較大，農(nóng)村污水的水量存在很大的季節(jié)性。目前福州市農(nóng)村飲用水源地所在的村落基本沒有污水收集及處理系統(tǒng)，居民洗衣、洗菜污水直接潑灑地面，只有少數(shù)的住戶生活污水先經(jīng)過化糞池然后排入現(xiàn)有的雨水溝渠。

2國內(nèi)農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

目前我國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水約90×108t，但處理量微乎其微。當前，全國661個城市的污水處理率在77%左右，縣城的污水處理率約為42%，而到鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村一級則非常低［2］。我國農(nóng)村現(xiàn)有的污水處理多采用單村處理模式，只有部分相對集中的村落采用集中處理，少數(shù)靠近城鎮(zhèn)的村落污水管接入城市集中處理管網(wǎng)。目前國內(nèi)治理農(nóng)村污水主要采用的工藝有:人工濕地處理技術(shù)，厭氧濾池－人工濕地組合工藝［3］，缺氧脫氮池+脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池+潛流式人工濕地，人工濕地－氧化塘組合工藝［4］等。

3建立適合福州飲用水源地的農(nóng)村污水處理模式

3.1污水收集系統(tǒng)

通過實地勘踏，采用截流式分片區(qū)收水體制，通過重力流的方式使污水自流入各片區(qū)濕地系統(tǒng)。本著充分利用地形、盡量減少污水主干管穿河次數(shù)的原則合理布置管網(wǎng)走向，主要采用樹枝狀管網(wǎng)布置，管頂最小覆土厚度為0.7m。根據(jù)各個片區(qū)的地形狀況和排水系統(tǒng)，一部分利用原有的溝渠進行休整，另一部分進行新建。考慮當?shù)氐匦巫兓容^大，污水管在道路上的布置采用低邊式布置，每隔20～40m以及管道相接及轉(zhuǎn)角處均設(shè)置檢查井或截留井。

3.2污水處理模式

根據(jù)農(nóng)村排放污水的水量、水質(zhì)特點，以及各村莊的實際情況，采用集中式與分散式相結(jié)合的人工濕地污水處理方法，具體情況如下:

(1)治理區(qū)域范圍內(nèi)村莊布局分散、人口規(guī)模較小、地形條件復(fù)雜、污水不易集中收集的連片村莊，采用無動力的庭院式小型濕地、污水凈化池和小型凈化槽等分散處理技術(shù)。工藝流程見圖1。

(2)村莊布局相對密集、人口規(guī)模較大、經(jīng)濟條件好、村鎮(zhèn)企業(yè)或旅游業(yè)發(fā)達的連片村莊，主要采用水解酸化/人工濕地組合的工藝處理農(nóng)村污水，工藝流程見圖2。

距離市政污水管網(wǎng)較近、符合高程等接入要求的村莊污水采用城鄉(xiāng)一體化處理技術(shù)模式，通過城市管網(wǎng)進入城市生活污水處理廠。

3.3污水處理工藝特點

3.3.1小型花圃式的垂直流人工濕地

采用垂直流人工濕地，底部放置填料，上部種植巨菌草。濕地植物和填料中的微生物可吸收污水中的有機物，降低水體COD。污水通過人工濕地處理系統(tǒng)后回用灌溉農(nóng)田，水質(zhì)可達到GB5084－2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》。小型花圃式的垂直流人工濕地具有結(jié)構(gòu)簡單、投資小、易于維護和運行費低等特點［5］。

3.3.2水解酸化/人工濕地組合

單獨采用水解酸化處理技術(shù)，出水常會產(chǎn)生惡臭氣味，而采用傳統(tǒng)人工濕地處理技術(shù)由于有機負荷太高，單獨應(yīng)用時一般不能使污水達標。采用水解酸化－人工濕地組合處理技術(shù)，水解酸化過程可以大幅度降低污水中有機物含量，減少了人工濕地負荷，可使污水達到GB5084－2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》。該組合工藝具有以下優(yōu)點:

(1)采用組合處理工藝由水解－酸化處理單元減小了人工濕地的壓力，可以大大縮小人工濕地的占地面積;

(2)水解－酸化處理單元前后均設(shè)置沉淀池，可以有效去除污水大量的懸浮物質(zhì)及水解酸化過程中產(chǎn)生的污泥，避免人工濕地由于長時間運行造成堵塞;

(3)采用垂直式人工濕地或在人工濕地中設(shè)置部分區(qū)域為垂直流濕地可以避免臭味的產(chǎn)生;

(4)利用污水處理過程，合理選配水生或半水生及濕生植物，建造生態(tài)景觀，美化生活環(huán)境;

(5)整個處理工藝無需動力，日常不需要維護，只要定期檢查(一般3～6個月1次)。

4工程實例

4.1小型花圃式的垂直流人工濕地應(yīng)用實例

某村居民居住比較分散，很難集中處理，采用“花圃式小型人工濕地”生活污水工藝。污水處理系統(tǒng)建于住戶化糞池周邊的空閑位置處，按照每戶設(shè)計流量500L/d，采用設(shè)計負荷L=0.15m3/m2·d。人工濕地床有效面積為4m2，濕地的上部通過預(yù)留孔與化糞池相通。人工濕地填料粒徑φ20～40mm，厚度0.5m，上部種植景觀較好濕地植物，整個濕地床的高度為0.7m。該村共建成人工濕地100座，工程總投資15萬元。該工程目前已正式運行，監(jiān)測出水水質(zhì):COD＜50mg/L、BOD＜10mg/L、SS＜20mg/L、NH3－N＜8mg/L、P＜O.5mg/L，工藝運行成本＜0.1元/t。

4.2水解酸化－人工濕地處理工藝應(yīng)用實例

以某鄉(xiāng)村污水處理工程為例，該村落村民居住較集中，采用水解酸化－人工濕地處理工藝，處理水量150m3/d，設(shè)計進水水質(zhì)為:COD＜200mg/L、BOD＜100mg/L、SS＜150mg/L、NH3－N＜30mg/L、P＜3m/L。人工濕地直接利用村落附近的荒地和廢舊的菇棚，工程總投資約33.16萬元，其中污水的收集系統(tǒng)管網(wǎng)直接投資14.95萬元，污水處理設(shè)施工程直接投資為18.21萬元，該工程目前已正式投入運行，監(jiān)測出水水質(zhì):COD＜50mg/L、BOD＜10mg/L、SS＜20mg/L、NH3－N＜8mg/L、P＜0.5mg/L，工藝運行成本＜0.1元/t。

5結(jié)論與建議

(1)福州市飲用水源地農(nóng)村污水目前基本沒有污水收集及處理系統(tǒng)，未經(jīng)處理直接進入水體。其污水源具有面廣、量大、分散、間歇排放的特點。

(2)綜合考慮工程投資、運行管理及當?shù)氐膶嶋H情況，采用小型花圃式的垂直流人工濕地與“水解酸化/人工濕地”相結(jié)合的生活污水處理工藝，系統(tǒng)出水均可達到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》，可直接回灌農(nóng)田或山林，無新增污水排放口，是解決飲用水源地農(nóng)村污水污染問題的有效措施。

(3)項目建成后需加強水處理系統(tǒng)的監(jiān)督和管理工作，保證系統(tǒng)的正常運行。

［1］楊林林，王成志，楊盛敏．北京地區(qū)農(nóng)村污水處理系統(tǒng)研究［J］．北京農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，24(4):39－42．

［2］胡占晶．農(nóng)村污水綜合治理分析 ［J］．水利科技與經(jīng)濟，2011，17(7):38－39．

［3］沈泰峰．厭氧濾池+人工濕地污水處理工藝在農(nóng)村污水治理的應(yīng)用 ［J］．江西建材，2011，(115):26－28．

［4］陳德強，成水平，付貴萍，等．人工濕地一氧化塘工藝組合對氮和磷去除效果研究［J］．四川環(huán)境，2004，23(6):4－6．

［5］李艷波，溫和，劉立華，等．垂直流人工濕地處理農(nóng)村污水的探討 ［J］．中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2010，(7):49－51．

A Discussion about Rural Wastewater Treatment at Drinking Water Sources in Fuzhou City

LI Yan－bo1，LIN Jin－h(huán)ua2，WEN He2
(1．Fujian Vocational College of Agriculture，F(xiàn)uzhou Fujian 350119 China)

In order to find the proper technology for rural wastewater treatment，the integrated technology suitable for the rural wastewater treatment at the drinking water source in Fuzhou is established，based on the discharge characteristics of the rural domestic wastewater and the relative treatment technologies．A demonstration engineering is constructed．

drinking water source;rural wastewater;hydrolysis acidification;artificial wetland;Fuzhou

X52

A

1673－9655(2012)05－0046－03

2012－03－25

福州市農(nóng)村環(huán)境連片整治示范項目。

李艷波(1978－)，女，河南濟源人，講師，主要研究方向:飲用水的保護及水污染控制技術(shù)。