厭氧結(jié)合人工濕地處理農(nóng)村污水研究

劉君曄+張小莎+俞阜東

摘 要：厭氧結(jié)合人工濕地處理技術(shù)作為一類投資少、工藝流程簡單、耗能低的污水處理系統(tǒng)，近些年在我國各大農(nóng)村地區(qū)得到廣泛推廣。文章通過闡述厭氧、人工濕地處理技術(shù)，對厭氧結(jié)合人工濕地在農(nóng)村污水處理中的實踐應(yīng)用展開探討，旨在為如何促進(jìn)農(nóng)村污水處理工作有序開展研究適用提供一些思路。

關(guān)鍵詞：厭氧；人工濕地；農(nóng)村污水

引言

伴隨新農(nóng)村建設(shè)腳步的逐步開展，廣大農(nóng)村居民生活質(zhì)量、態(tài)度發(fā)生了極大改變，由此也使得農(nóng)村各式各樣污水相繼增多，增多了生態(tài)環(huán)境的負(fù)荷，加大了生態(tài)環(huán)境污染的可能。因而，迫切需要開展好農(nóng)村污水治理工作[1]。厭氧結(jié)合人工濕地處理技術(shù)作為一類投資少、工藝流程簡單、耗能低的污水處理系統(tǒng)，近些年在我國各大農(nóng)村地區(qū)得到廣泛推廣。由此可見，對厭氧結(jié)合人工濕地處理農(nóng)村污水開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 厭氧概述

厭氧是依托厭氧微生物水解、產(chǎn)酸作用，將污水中固體、大分子和難以生物降解的有機物轉(zhuǎn)化成易于生物降解的小分子有機物，達(dá)到在接下來處理環(huán)節(jié)中對污水展開低耗能、迅速處理的目的。

2 人工濕地處理技術(shù)概述

人工濕地依托物理、化學(xué)以及生化反應(yīng)協(xié)同作用對污水雜質(zhì)開展清除，進(jìn)而達(dá)到清除營養(yǎng)鹽NP等的目的。人工濕地處理技術(shù)主要表現(xiàn)為以下幾種形式：

（1）表面流濕地。表面流濕地指的是污水于調(diào)料表層展開漫流，相較于自然濕地，該種人工濕地去污效果更好，池深在0.6-1.5m范圍，具備操作便捷、投資少等優(yōu)點，然而卻有著占地面積大、去污效果一般等不足。

（2）水平潛流人工濕地。水平潛流人工濕地由一個或者若干個填料床組合而成，將基質(zhì)填充進(jìn)床體中，同時于床底建設(shè)防滲層，防止對地下水造成污染。該種人工濕地水力負(fù)荷、污染負(fù)荷相對大，可有效作用于去除COD、BOD、重金屬等污染物，同時不會產(chǎn)生滋生蚊蠅、惡臭的現(xiàn)象。

（3）垂直流人工濕地。垂直流人工濕地。污水自濕地表層縱向流進(jìn)填料床底層，使床體處在不飽和狀態(tài)，氧經(jīng)由大氣擴散、植物傳遞進(jìn)入該濕地系統(tǒng)中。垂直流人工濕地可有效作用于處理氨氮濃度相對高的污水，不過同時存在去污能力一般、操作復(fù)雜以及易滋生蚊蠅等缺點[2]。

3 厭氧結(jié)合人工濕地在農(nóng)村污水處理中的實踐應(yīng)用

全面農(nóng)村污水處理工作在時代發(fā)展新形勢下，要緊隨社會發(fā)展腳步，大力開展改革創(chuàng)新，引入先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、成功發(fā)展經(jīng)驗強化厭氧結(jié)合人工濕地在農(nóng)村污水處理中的科學(xué)合理應(yīng)用，如何進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)村污水處理工作有序開展可以從以下相關(guān)內(nèi)容著手。

3.1 處理工藝

本次研究采取厭氧結(jié)合垂直潛流人工濕地處理湖南省某地區(qū)農(nóng)村污水，處理工藝流程，為收集系統(tǒng)→化糞池→格柵池→調(diào)節(jié)池→厭氧消化系統(tǒng)→人工濕地→出水系統(tǒng)。

3.2 厭氧池設(shè)計

依據(jù)農(nóng)業(yè)部門相關(guān)污水凈化沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖，再結(jié)合農(nóng)村污水處理實際情況，進(jìn)而選擇箱型3格折流厭氧發(fā)生裝置，每格長寬深分別為1.52m、1.5m以及2.5m，中部設(shè)立擋板用以對污水流向進(jìn)行變更。對每格頂層予以密封，并設(shè)置入孔。厭氧池填料充分考量各方面因素，選擇應(yīng)用普遍的竹編材料。

3.3 人工濕地設(shè)計

本次農(nóng)村污水處理采取垂直流人工濕地技術(shù)，人工濕地設(shè)計長5.0m、寬2.0m、高0.5m，結(jié)合地區(qū)環(huán)境實際情況，于濕地表層種植各種水生觀賞植物，諸如菖蒲、傘草、美人蕉等。濕地內(nèi)填充各種粒徑的多孔介質(zhì)，由下至上分別填充25-50mm卵石、15-25mm碎石以及砂質(zhì)土壤，各層為0.3m。

3.4 污水排放情況及特性

（1）污水排放情況。農(nóng)村污水排放情況受諸多一系列因素影響，諸如居住環(huán)境、水資源情況、生活水平等，結(jié)合本次研究湖南省某地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)村生活水平等，對農(nóng)村污水排放量開展如下計算：Q=kq1V1/1000，式中，Q指的是生活區(qū)污水排放量（t/d）；k指的是污水排放系數(shù)；q1指的是每人每天生活污水量定額（L/人·d）；V1指的是生活區(qū)總?cè)藬?shù)。

（2）污水特性。本次研究污水選自湖南省某地區(qū)農(nóng)村化糞池出水，污水進(jìn)水為雨污分流，在人口、季節(jié)轉(zhuǎn)變等因素影響下，使得污水濃度發(fā)生變化。本次檢測水質(zhì)指標(biāo)涵蓋了COD、TN、TP、NH4+-N。

3.5 結(jié)果分析

（1）對TN的處理效果。檢測結(jié)果得出，TN系統(tǒng)進(jìn)水濃度為（37±11）mg/L，處理系統(tǒng)平均去除率為72.1%，TN的處理主要依靠的是人工濕地環(huán)節(jié)。厭氧池部分，依托填料中微生物作用達(dá)成對TN的處理，然而在數(shù)量、生長狀況等因素的影響下，微生物對TN的去除率相對較低，污水進(jìn)入人工濕地環(huán)節(jié)中，依托基質(zhì)吸附、植物以及微生物吸收等作用，可實現(xiàn)對TN的有效去除，且植物在人工濕地脫氮環(huán)節(jié)可發(fā)揮極大作用。相關(guān)研究指出，約30%的濕地脫氮是出于植物吸收、存儲的作用，而微生物硝化反硝化機制則是人工濕地脫氮的首要形式[3]。

（2）對TP的處理效果。檢測結(jié)果得出，TP系統(tǒng)進(jìn)水濃度為（5.4±1.8）mg/L，處理系統(tǒng)平均去除率為77.1%。處理系統(tǒng)運行一開始，TP的去除率相對不足，伴隨處理系統(tǒng)的穩(wěn)定及植物的生長，處理系統(tǒng)對TP的吸收水平得以顯著提升，污水中TP去除率顯著升高。值得一提的是，受秋冬氣候影響，一些植物生長緩慢甚至休眠枯萎，微生物降解速率放緩，造成TP去除效果減弱。

（3）對COD的處理效果。檢測結(jié)果得出，COD系統(tǒng)進(jìn)水濃度為

（315±124）mg/L，系統(tǒng)平均去除率為93.4%。依托處理系統(tǒng)微生物降解作用、人工濕地植物吸收作用，全面系統(tǒng)對COD去除效果上升趨勢，不過伴隨季節(jié)的轉(zhuǎn)變，微生物活性、植物生長狀況轉(zhuǎn)變，使得COD去除率不盡相同。

（4）對NH4+-N的處理效果。檢測結(jié)果得出，NH4+-N系統(tǒng)進(jìn)水濃度為（47±13）mg/L，處理系統(tǒng)平均去除率為78.3%。在處理系統(tǒng)運行還沒有進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)前，受厭氧池填料微生物作用不充分影響，使得NH4+-N去除效果一般，等到處理系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，污水轉(zhuǎn)至人工濕地環(huán)節(jié)，依托人工濕地中基質(zhì)吸附、植物以及微生物吸收等作用，NH4+-N濃度顯著降低。

4 結(jié)束語

本次研究得出，厭氧結(jié)合人工濕地處理農(nóng)村污水效果可觀，可收獲良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，具備在廣大農(nóng)村推廣應(yīng)用的價值。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗，清楚認(rèn)識厭氧、人工濕地處理技術(shù)特征內(nèi)涵，結(jié)合農(nóng)村污水實際情況，強化厭氧結(jié)合人工濕地在農(nóng)村污水處理中的科學(xué)合理應(yīng)用，積極促進(jìn)農(nóng)村污水處理工作有序開展，營造綠色健康的農(nóng)村環(huán)境，推動農(nóng)村居民生活水平的進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

[1]吳磊，呂錫武，李先寧，等.厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地處理農(nóng)村污水[J].中國給水排水，2007，23（3）：57-59.

[2]李軍幸，張克強，張洪生，等.厭氧/人工濕地組合系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水的效能[J].中國給水排水，2011，27（23）：18-20.

[3]李希希，宋官勇，張偉，等.農(nóng)村污水的厭氧跌水人工濕地組合處理[J].西南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，37（3）：139-114.

作者簡介：劉君曄（1989，04-），女，漢族，浙江龍泉人，大學(xué)本科，助理工程師，龍泉市世行農(nóng)村污水項目管理辦公室，研究方向：環(huán)境工程。

張小莎（1983，11-），女，漢族，重慶人，碩士，工程師，浙江省環(huán)境工程有限公司，研究方向：污染治理技術(shù)。

俞阜東（1986，10-），女，漢族，浙江湖州人，本科，工程師，浙江省環(huán)境工程有限公司。