組合濾池+人工濕地在村鎮(zhèn)污水治理中的應(yīng)用

陳 川 鐘新平 羅炳先

（廣東自遠(yuǎn)環(huán)保股份有限公司 廣東梅州 514000）

引言

東江源保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況不僅影響江西的生態(tài)環(huán)境治理，更直接關(guān)系到粵港地區(qū)飲用水安全。尋烏縣位于東江源頭區(qū)，擬以生態(tài)清潔型小流域建設(shè)模式，結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，進(jìn)行污水處理設(shè)施建設(shè)[1-2]。某圩鎮(zhèn)生活污水處理站設(shè)計(jì)處理能力600m3/d，于2018年建成并投入運(yùn)行，采用微動(dòng)力組合式生物濾池+潛流式人工濕地，輔以電解除磷技術(shù)，取得良好效果。

1 工藝設(shè)計(jì)

1.1 進(jìn)出水水質(zhì)

該鎮(zhèn)區(qū)采用分流制排水模式。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)參考相關(guān)可研報(bào)告，出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《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)。具體見表1。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)情況

1.2 工藝流程

本設(shè)計(jì)采用微動(dòng)力組合式生物濾池和兩級(jí)水平潛流式人工濕地作為主體工藝。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 格柵池

鎮(zhèn)區(qū)管網(wǎng)采用分流制，污水輸送中較為封閉，多處窨井已設(shè)置隔物清淤裝置，考慮經(jīng)濟(jì)性，格柵池內(nèi)置為傳統(tǒng)人工清渣式平面粗細(xì)格柵各一套。

2.2 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池平面尺寸為8m*7m，有效水深2.5m，停留時(shí)間5.6h，裝掛約30m3組合填料，對(duì)原水COD去除及生化性提高有一定效用。

2.3 微動(dòng)力組合式生物濾池

濾池采用新型組合濾池。濾池系統(tǒng)分6組，單組設(shè)計(jì)處理能力100m3/d。濾架層為十層，每層濾框按9橫8列排列，共計(jì)濾框720個(gè)/組。濾框采用鏤空塑料籮筐，尺寸為600×400×230mm?？騼?nèi)按比例填裝多孔黏土陶粒濾料及斜發(fā)沸石。該濾池水力負(fù)荷可達(dá) 10m3/m2·d。

2.4 水平潛流人工濕地

選用兩級(jí)水平潛流人工濕地。第一級(jí)濕地有效容積190m3，停留時(shí)間7.6h；第二級(jí)濕地有效容積420m3，停留時(shí)間16.5h。反應(yīng)區(qū)基質(zhì)分三層，底層填埋500mm厚級(jí)配粗礫石，中層填埋500mm厚礫石、水淬鋼渣混合料，上層鋪設(shè)40mm厚白色米石。配水區(qū)及出水區(qū)填裝級(jí)配粗礫石，水面按表面積設(shè)置人工浮島。濕地植物選用適應(yīng)本地氣候環(huán)境，凈污能力較強(qiáng)的蘆葦及美人蕉。

一級(jí)濕地配水區(qū)內(nèi)設(shè)置除磷區(qū)，內(nèi)置電解裝置兩套。電解法是一種高效的污水處理方法，綜合了沉淀、絮凝等過程，對(duì)磷的去除有很明顯的效果[3]。

3 調(diào)試運(yùn)行結(jié)果分析及討論

3.1 調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

調(diào)試自18年2月啟動(dòng)，因氣溫較低，啟動(dòng)兩個(gè)月內(nèi)，在不啟用濾液回流情況下，濾池水力負(fù)荷從2m3/(m2·d)逐步加大至4.5m3/(m2·d)，濾池COD去除率在70%上下，氨氮去除率在40-50%之間；濕地植物、微生物、基質(zhì)共生系統(tǒng)及電解高效除磷對(duì)污水的深度處理持續(xù)穩(wěn)定。四月中旬，日處理規(guī)模達(dá)到470立方，總排口除氨氮，以及部分時(shí)段的SS，其余指標(biāo)均達(dá)到排放要求。

為提高濾池氨氮去除效率，于四月中旬起開啟濾液回流，并逐步提高回流水量。六月上旬濾池進(jìn)水水力負(fù)荷達(dá)到7m3/(m2·d)，即濾池處理水量達(dá)到720m3/d，回流比0.5。之后維持同等水平，濾池系統(tǒng)COD、氨氮降解率均有一定提升。該段濾池運(yùn)行效果見圖2。為保證出水SS達(dá)標(biāo)，于二級(jí)濕地出水區(qū)設(shè)置擋板，對(duì)從底部沖刷上來的固體懸浮物有一定攔截作用。人工濕地系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定，表明植物凈化修復(fù)、根際圈微生物降解、基質(zhì)吸附吸收已趨于成熟。總排口數(shù)據(jù)見圖3。

圖2 濾池運(yùn)行效果

圖3 總排口數(shù)據(jù)

3.2 分析及討論

組合式生物濾池抗水力沖擊能力強(qiáng)，回流水量促使濾池水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷增加，但同時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多為濾料微生物生長(zhǎng)提供了足夠的有機(jī)能源[4]，且優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能和通風(fēng)充氧效果保障了微生物高效代謝；濾液回流一定程度延長(zhǎng)污水停留時(shí)間，增加了污水與濾料接觸次數(shù)，回流液攜帶的溶解氧也有利于硝化反應(yīng)，氨氮去除率較無回流條件下提高約5-10%。調(diào)試期間，濾料表面掛膜情況良好，約20天脫膜一次，復(fù)膜速度快，表明濾料介質(zhì)微觀環(huán)境成熟穩(wěn)定。電解對(duì)污水TP的降解效果明顯，通過定期更換電解板可恢復(fù)除磷性能，解決了生態(tài)工藝除磷效果低效和不穩(wěn)定的缺陷。

4 投資及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析

該污水站土建工程投資約70萬元，設(shè)備材料系統(tǒng)約220萬元，噸水投資為4850元。污水站運(yùn)行保障提升系統(tǒng)及電解系統(tǒng)用電即可，日用電量約90KW，其中一半由光伏能提供。濾材使用壽命長(zhǎng)，日常維護(hù)及折舊費(fèi)用低。生態(tài)工藝剩余污泥較少，只有調(diào)節(jié)池和濾池沉淀區(qū)定期吸泥清渣，濕地植物按時(shí)收割。污泥廢渣轉(zhuǎn)運(yùn)到鎮(zhèn)垃圾處理站，只需少量的人工和處置費(fèi)用。綜合評(píng)估，噸水處理費(fèi)用僅約0.1元，運(yùn)維經(jīng)濟(jì)性高。

結(jié)語

從運(yùn)行結(jié)果觀察，雖無生化工藝高效，但處理小規(guī)模生活污水是完全可行。對(duì)于管網(wǎng)系統(tǒng)不完善，收水污染濃度低的地區(qū)，還可避免過度投資建設(shè)。投資及運(yùn)維的高效能，管理簡(jiǎn)便，適用于公共預(yù)算緊缺及布局分散的村鎮(zhèn)地區(qū)。微動(dòng)力組合式生物濾池+潛流式人工濕地技術(shù)的成功應(yīng)用，為解決農(nóng)村生活污水治理提供了一條節(jié)能經(jīng)濟(jì)的路線。