農村污水處理A2/O+人工濕地工藝

農村污水處理A2/O+人工濕地工藝農村污水處理A2/O+人工濕地工藝

近年來(lái)，隨著(zhù)農村地區經(jīng)濟快速發(fā)展和生活現代化步伐的加快，農村水環(huán)境污染問(wèn)題日益凸顯。我國農村生活污水與城市污水存在很大差異，其來(lái)源復雜，包括農村居民的生活污水，還有部分畜禽養殖、水產(chǎn)養殖和家庭作坊農產(chǎn)品加工等所產(chǎn)生的廢水。農村污水具有分散性，日變化系數大，COD、氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)及病菌含量較高，重金屬和毒害物質(zhì)含量低等特點(diǎn)，污水可生化性較強。目前，農村污水處理的方式可以分為集中式處理和分散式處理，所用技術(shù)通常采用生物處理法，包括人工濕地、穩定塘和一體化成套設備。它們的運行機理和優(yōu)缺點(diǎn)比較如表1。

　　人工濕地對污水中有機物有較好的祛除效果，COD、BOD去除率分別可達80%、85%~95%，而總氮去除率較低，一般在40%~55%，總磷去除率為80%~85%。穩定塘對高濃度生活污水具有很好的處理效果，對CODCr、NH3-N、TN和TP均體現了較高的去除水平，去除率可分別達到55%、70%、80%和75%以上。一體化處理設備處理后出水能達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》規定的一級A標準。

　　文章結合安徽省某村的污水處理的現狀，提出與其相適應的農村污水的處理模式，以期為其他地區農村生活污水處理提供參考。

　　1、案例分析

　　1.1 工程概況

　　項目所在村屬于典型的丘陵地區，當地常住人口約1650人，村內給水系統完備，家庭衛生和用水設備比較齊全，但是，沒(méi)有完善的排污系統，污水隨處亂排，依據《安徽省農村生活污水適用技術(shù)規范》，預測該村產(chǎn)生污水量約165m3/d。該村污水組成主要是洗浴污水、糞便污水、餐廚污水等，無(wú)大型餐飲和大規模的畜禽養殖污水。本次工程建設目標是設計污水收集率為90%，污水處理要求出水達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級A標準，設計進(jìn)出水指標見(jiàn)表2。

　　1.2 處理重難點(diǎn)

　　(1)該村生活污水的來(lái)源復雜，包括廚房污水、生活洗滌污水、廁所污水，還有少量的畜含養殖、水產(chǎn)養殖和家庭作坊農產(chǎn)品加工等所產(chǎn)生的污水。水質(zhì)中氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)和有機物含量較高。

　　(2)村莊目前沒(méi)有統一的排水系統，無(wú)排水專(zhuān)項規劃，且排水體制為雨污合流制，使污水的收集率不高，雨季水質(zhì)波動(dòng)較大。另外，農村污水排放與居民生活方式和作息時(shí)間息息相關(guān)，表現為從早上到晚上呈上升趨勢，夜間排放量則持續下降，日變化系數較大。

　　(3)村莊地形復雜，高差起伏較大，村莊內道路狹窄，多為巷道，石板階梯，道路寬1~4m左右，甚至部分道路仍未硬化。同時(shí)，村莊建設缺乏前期的規劃，村莊內部建筑密集，用地緊張，導致新建建筑無(wú)序發(fā)展，污水管道敷設較為困難。

　　(4)村莊大部分住戶(hù)廁所依然是旱廁，少量化糞池為透底化糞池，糞便污染嚴重。

　　1.3 設計方案

　　(1)污水戶(hù)收集。

　　為最大限度地收集污水，每戶(hù)設置1.5m3三格化糞池一座，其結構形式采用塑料化糞池，全村共設置化糞池390座。入戶(hù)管平均25m/戶(hù)，入戶(hù)管總長(cháng)度為9900m。

　　(2)戶(hù)外管網(wǎng)收集。

　　本工程范圍有一定的地勢高差，依據地形高差該村分為四片，村北村委會(huì )片、村中北片、村中南片、村南片，村北面地勢為南高北低，村中部分南北兩片，地勢為東高西低，村南片地勢為北高南低。鑒以此，污水收集系統采用重力流方式，管網(wǎng)布置如圖1。在村北村委會(huì )zui低點(diǎn)處設置污水終端處理站一座，接納村北村委會(huì )片、村中北片、村中南片、村南片區域污水。

　　管道鋪設設置在距離化糞池近的位置，沿著(zhù)屋后線(xiàn)性布置，在雨、污合流制的管道出口處設置截流井，在地勢高差較大處需要設置跌水井。本次工程共設置跌水井8座，污水提升井3座。污水收集管道采用DN200的HDPE加筋波紋管，管道鋪設總長(cháng)度為3104m，污水提升管道采用PE管，管徑為DE50，總長(cháng)為294m。管網(wǎng)鋪設完成后該村污水收集率達到90%以上。

　　(3)污水處理工藝。

　　該村污水量約為165m3/d，污水收集率為90%，污水收集量為148.5m3/d，污水設計處理規模取150m3/d。

　　分析該村生活污水進(jìn)水水質(zhì)指標發(fā)現BOD5/COD>0.3，說(shuō)明該污水的可生化性較好，并且污水中氮、磷含量高，為了有效地脫氮除磷，本工程選擇A2/O工藝，鑒于該村空閑土地較少，終端污水處理站設計采用的是一體化污水處理設備。從設計水質(zhì)中可以看出，該村進(jìn)水BOD5/TN比值接近3，碳源略顯不足，存在生物脫氮效果不理想的風(fēng)險，因此，本工程增設人工濕地，對出水進(jìn)行深度凈化。具體的工藝流程如圖2。

　　(1)沉砂調節池1座。

　　主要功能：格柵渠、沉砂池與調節池合建，格柵渠中設置粗格柵和細格柵，下部設置坡度，沉淀來(lái)水中比重較大的懸浮物。調節池用于暫存水量，起均勻水質(zhì)的作用，并為后續工段持續供水。

　　設計參數：粗格柵柵條間隙為10mm，細格柵為5mm，有效水深h=2.5m，有效池容V=64m3，有效停留時(shí)間t=10h。

　　(2)一體化設備1座。

　　主要功能：將厭氧池、缺氧池、好氧池和二沉池合建于一個(gè)罐體內，通過(guò)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和種類(lèi)微生物菌群的有機配合，達到有效去除有機物，發(fā)揮脫氮、除磷的功能。

　　設計參數：污水處理量Q=150m3/d，尺寸16.0×2.7×3.0m，功率為P=4.5kW，鼓風(fēng)機風(fēng)壓P=3×104Pa。

　　(3)人工濕地1座。

　　主要功能：人工濕地使用陶粒填料過(guò)濾水質(zhì)，表面種植石菖蒲、美人蕉、梭魚(yú)草等挺水植物，通過(guò)植物的根系作用吸附水中的污染物，達到更好的脫氮、除磷效果。

　　設計參數：選用垂直潛流人工濕地，水力負荷取0.8m3/(m2?d)。濕地尺寸是13400×7000×1200mm，共設2組，布水管間距L=300mm，直徑d=30mm，陶粒鋪厚700mm。

　　(4)污泥處理處置1座。

　　主要功能：沉砂池和干化池各1座，定期接受沉砂調節池和一體化設備中的剩余污泥進(jìn)行脫水處理處置。池內裝有卵石和煤渣濾料墊層，濾液排入調節池，濾渣定期清理。

　　設計參數：污泥池尺寸是2600×1800×2500mm，干化池尺寸2600×1800×2350mm，排泥周期為3個(gè)月，結構是鋼筋混凝土。

　　1.4 運行指標

　　該工程建成后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運行，污水處理效果比較穩定，出水水質(zhì)良好，優(yōu)于《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級A標準。其檢測結果如表3。

　　2、結語(yǔ)

　　鑒于農村生活污水的特性，其治理方式應因地制宜，綜合考慮當地的地形地貌、水溫和氣候條件以及經(jīng)濟發(fā)展水平等因素。農村生活污水的收集系統統籌采用重力流和真空收集。本次工程由于地形地勢高差較大，因此，管網(wǎng)設置采用重力流。依據該村污水水質(zhì)的成分組成，選擇A2/O+人工濕地組合工藝，能很好地適應農村污水排放水質(zhì)水量波動(dòng)，確保高效的去除水中的有機物和氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)。工程建成后至今污水處理效果穩定，各項出水指標均優(yōu)于《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級A標準。此村的處理模式對其他農村生活污水處理推廣應用具有借鑒作用。