人工濕地在污水處理廠提標改造中的應用

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

一、前言

成都某污水處理廠設(shè)計規(guī)模為日處理污水2萬噸，采用改良型SBR(ESBR)工藝，出水符合GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級B標準，達不到一級A標準的要求。因此對該污水處理廠提標改造勢在必行。常規(guī)污水處理系統(tǒng)提標擴容改造工程包括Leopold反硝化濾池[1]、BFBR立體生態(tài)處理技術(shù)[2]和活性砂濾工藝[3]等，這些新工藝需要較大的土建工程投資和占地面積，現(xiàn)有污水廠受場地限制，不適合對原有工藝進行大面積改造。

現(xiàn)有污水處理廠提標改造時，采用低維護，低投資的方案非常重要。人工濕地的投資和運營成本低，能耗較低，可以很容易地進行操作和維護[4]，無論從功能性還是經(jīng)濟性方面考慮，人工濕地系統(tǒng)都是污水深度凈化方式的理想選擇。結(jié)合該污水處理廠周邊規(guī)劃建設(shè)的實際情況，在廠區(qū)排水口周邊綠化預留地構(gòu)建人工濕地，利用人工濕地進行尾水進行深度凈化，使出水水質(zhì)達到一級A標準。

二、人工濕地深度處理

(一)生態(tài)處理工藝的選擇

垂直流人工濕地能顯著減少水中有機物質(zhì)，處理效果穩(wěn)定，運行成本低。楊立君[5]利用垂直流人工濕地對城市污水處理廠尾水進行深度處理，連續(xù)5個月的試運行結(jié)果表明，整個處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，對COD、BOD5、NH4+-N和TP的平均去除

針對污水處理廠出水中有機污染物、氮、磷等超標問題，王楠等[6]采用“水平潛流+表面流”復合人工濕地工藝，對污水處理廠尾水進行深度處理。運行結(jié)果表明：濕地系統(tǒng)凈化效果良好，運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)指標(除SS外)達到一級A標準。

(二)填料的選擇

濕地中的填料為植物提供了生長基質(zhì)，濕地填料在污水的深度處理過程中起到了重要的載體作用。濕地填料的去污過程主要通過物理過濾、攔截、離子交換、吸附、螯合作用沉降反應等作用完成[7]。

趙發(fā)敏等[8]選取沸石、無煙煤和粉煤灰作為人工濕地基質(zhì)，考察不同基質(zhì)布置方式的脫氮效果，結(jié)果表明，沸石、無煙煤和粉煤灰按照1：2：1(W/W)混合時，NH4+-N去除率可達95.8%。張翔凌等[9]比較了5種基質(zhì)(沸石、無煙煤、蛭石、高爐鋼渣、生物陶粒)不同布置方式的脫氮除磷效果，結(jié)果表明，在優(yōu)化的基質(zhì)布置方式時(由上至下依次填充無煙煤、生物陶粒、沸石、高爐鋼渣)，NH4+-N、TN、TP的去除率分別達到91%、85%和85%以上。

(三)植物的選擇

植物是人工濕地系統(tǒng)中的核心部分，可以直接吸收利用污水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，供自身正常生長，以達到促進污水中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和再利用的目的[10]。為了提高人工濕地的去污效果，植物的選取對于人工濕地系統(tǒng)至關(guān)重要，在選擇植物時，需要考慮植物凈化污水的能力、植物對當?shù)丨h(huán)境的適應能力、植物的觀賞性和經(jīng)濟價值等[11]。

吳丹等[12]對表面流人工濕地不同植物及其組合凈化污水處理廠尾水進行了研究，比選過程設(shè)置了8個由不同濕生植物組成的表面流人工濕地，比較其凈化尾水氮磷效果，結(jié)果表明:挺水植物圓幣草和大聚藻組合的表面流人工濕地凈化尾水氮磷效果最好，其人工濕地對TN、NO3-N和NH3-N的平均去除率分別為68.6%、62.6%和78.2%，對TP和溶解性無機磷的平均去除率分別為64.5%和80%。

范遠紅等[13]選擇了再力花、風車草、紅花美人蕉、粉花美人蕉和苦草5種南方常見的水生植物構(gòu)建不同的表面流人工濕地處理模擬污水廠尾水。結(jié)果表明：5種水生植物類型的表面流人工濕地系統(tǒng)對模擬的污水廠尾水都具有較好的處理效果，其中風車草+再力花組合挺水植物濕地對COD、TN和TP的去除率最高。

三、結(jié)語

人工濕地作為一種對氮、磷處理能力較好的工藝，在尾水強化脫氮除磷領(lǐng)域有較好的發(fā)展。該污水廠在構(gòu)建人工濕地時可采用復合人工濕地工藝；選擇沸石、無煙煤、蛭石、高爐鋼渣、生物陶粒作為基質(zhì)；種植成都地區(qū)常見的再力花、風車草、鳳眼蓮等水生、濕生植物，并增加生物多樣性，使得污水處理廠的尾水流出人工濕地后水質(zhì)達到一級A標。