人工濕地農(nóng)村生活污水工程設(shè)計(jì)運(yùn)行

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摘要：根據(jù)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)，采用格柵－隔油池－1＃表流人工濕地－潛流人工濕地－2＃表流人工濕地的方法處理了農(nóng)村生活污水，處理規(guī)模100m3／d，進(jìn)水水質(zhì)COD為200～250mg／L、BOD5為100～125mg／L、NH3－N為25～30mg／L、SS為100～150mg／L、TP為2～3mg／L。結(jié)果表明：處理后出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB41／1820－2019）一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有投資小、出水水質(zhì)穩(wěn)定、具有景觀效果等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的污染?？晒﹨⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水；隔油池；表面流人工濕地；垂直潛流人工濕地

1引言

河南某村莊為改善農(nóng)村人居環(huán)境，提高當(dāng)?shù)卮迕竦纳钯|(zhì)量，建設(shè)處理規(guī)模為100m3／d，采用以人工濕地－穩(wěn)定塘為主體處理工藝的農(nóng)村生活污水處理工程，出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB41／1820－2019）一級標(biāo)準(zhǔn)。

2設(shè)計(jì)進(jìn)、出水質(zhì)

農(nóng)村生活污水主要包括廚房洗滌、淋浴、洗衣等廢水等污水，其成分及變化與當(dāng)?shù)鼐用裆畹臓顩r、水平和習(xí)慣，污染物濃度與用水量有關(guān)，同時(shí)受到污水管網(wǎng)建設(shè)條件、雨污分流狀況等條件制約。本項(xiàng)目生活污水具有以下特征：①由于村內(nèi)以旱廁為主，污染負(fù)荷較低；②污水中含有COD、BOD5、N、P等主要污染物，其中BOD5／COD≥0．5，可生化性強(qiáng)；③農(nóng)村人員生活作息相對規(guī)律，污水排放量也具有規(guī)律性，以早、中、晚排水量居多。本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3污水處理工藝流程

結(jié)合國內(nèi)農(nóng)村污水處理實(shí)際狀況［1～6］，根據(jù)工程所在地的氣候特征及經(jīng)濟(jì)條件，確定采用格柵－隔油池－1＃表流人工濕地－潛流人工濕地－2＃表流人工濕地處理工藝。工藝流程見圖1。

4主要構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)

（1）格柵渠。磚混結(jié)構(gòu)，1座，結(jié)構(gòu)尺寸為2．0m×0．3m×1．3m，設(shè)置人工粗格柵1套，柵寬0．3m，柵條間距25mm，材質(zhì)304不銹鋼；細(xì)格柵1套，柵寬0．3m，柵條間距3mm，材質(zhì)304不銹鋼。用于截留污水中的漂浮物等。（2）隔油池。鋼混結(jié)構(gòu)，1座，結(jié)構(gòu)尺寸為2．5m×1．0m×2．3m，有效容積3m3。用于去除廢水中的油類物質(zhì)，減輕人工濕地的處理負(fù)荷。（3）1＃表流人工濕地?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，1座，分4格，單格結(jié)構(gòu)尺寸為23．8m×8．0m×1．0m，總面積761．6m2，有效水深0．3～0．5m，表面COD負(fù)荷9．98g／（m2•d），表面水力負(fù)荷0．13m3／（m2•h），有效水力停留時(shí)間3．05d。池內(nèi)設(shè)置基質(zhì)填料100m3；活性鈣60m3；生態(tài)石籠40個(gè)，結(jié)構(gòu)尺寸為2m×0．5m×0．5m；池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布3300m2；設(shè)置配水渠1座，框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸32m×0．5m×0．8m。（4）垂直潛流人工濕地?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，1座，分4格，單格結(jié)構(gòu)尺寸為9．0m×8．0m×1．4m，總面積288m2，基質(zhì)層高度1．1m，表面COD負(fù)荷19．79g／（m2•d），表面水力負(fù)荷0．35m3／（m2•h），基質(zhì)空隙率按35％計(jì)，水力停留時(shí)間1．27d。池內(nèi)設(shè)置生態(tài)基質(zhì)填料245m3；沸石72m3。設(shè)置上下兩層布水系統(tǒng)池內(nèi)。池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布480m2；設(shè)置配水渠、收水渠1座，鋼混結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸分別為32m×0．5m×0．8m、32m×0．5m×0．5m。垂直潛流人工濕地設(shè)計(jì)種植挺水植物蘆葦、菖蒲、香蒲、藨草。在垂直潛流人工濕地各單元的植物配置不完全相同，單元內(nèi)的植物也根據(jù)周邊環(huán)境做出適當(dāng)調(diào)整。垂直流人工濕地以蘆葦、菖蒲、香蒲、藨草等凈污能力較強(qiáng)的植物為主。人工濕地進(jìn)水采用可旋轉(zhuǎn)彎管加閥門，控制進(jìn)水量和水頭。出水采用多個(gè)閥門組合，分別控制高水位出水、中水位出水和低水位出水。（5）1＃表流人工濕地?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，1座，分4格，單格結(jié)構(gòu)尺寸為7．0m×8．0m×1．0m，總面積224m2，有效水深0．3～0．5m，表面COD負(fù)荷7．63g／（m2•d），表面水力負(fù)荷0．45m3／（m2•h），有效水力停留時(shí)間0．90d。池內(nèi)設(shè)置基質(zhì)填料35m3；生態(tài)石籠20個(gè)，結(jié)構(gòu)尺寸為2m×0．5m×0．5m；池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布1016m2；設(shè)置收水渠1座，磚混結(jié)構(gòu)，尺寸28m×0．5m×0．8m。（6）綜合間。1座，磚混結(jié)構(gòu)，總尺寸為6．0m×4．2m×4．2m，用于管理人員臨時(shí)休息及存放維護(hù)用具。

5調(diào)試運(yùn)行、管理及處理效果

5．1調(diào)試運(yùn)行、管理

本工程主要調(diào)試以人工濕地進(jìn)配水及人工濕地植物的種植和日常維護(hù)管理為主。

5．1．1表面流人工濕地表流人工濕地以挺水植物與沉水植物交替種植為主，挺水植物種植蘆葦、香蒲、菖蒲、紙莎草等。沉水植物種植金魚藻、苦草、狐尾藻、黃花貍藻等。沉水植物與表流人工濕地的出水口之間需要有挺水植物作為間隔，防止沉水植物堵塞垂直流人工濕地。

5．1．2垂直潛流人工濕地垂直潛流人工濕地基質(zhì)層總高度為1．1m，按照基質(zhì)級配和高度依次填充。首先使基質(zhì)層完全浸水，在基質(zhì)層深15cm處栽種蘆葦，株高為50～60cm，株距30cm；香蒲株高30cm，株距20cm。按設(shè)計(jì)流量運(yùn)行到2～3個(gè)月后，可將水位降低到填料表層下15cm，以促進(jìn)植物根系向深部發(fā)展。同時(shí)根據(jù)季節(jié)的變化，通過調(diào)節(jié)出水管不同高度的閥門，來控制濕地內(nèi)部的運(yùn)行水位。

5．2濕地植物的管理及保溫措施

（1）表面流人工濕地運(yùn)行中應(yīng)及時(shí)清理水面的植物落葉及敗落的莖稈等，以防止其腐爛影響水質(zhì)。（2）病蟲害防治。濕地植物除蟲除害應(yīng)盡量采用無毒無害的殺蟲殺菌劑，避免對水質(zhì)產(chǎn)生影響。（3）在植物收割期，應(yīng)及時(shí)清理人工濕地上殘留植物碎屑，防止因植物殘留造成出水取出效率降低甚至污染物的濃度升高。（4）冬季溫度較低情況下有針對性的采取保溫隔離措施，其中表面流人工濕地采用逐級密植蘆葦?shù)姆绞竭M(jìn)行植物覆蓋保溫，垂直潛流人工濕地則采用覆蓋收割后的植物的方式進(jìn)行人工外加保溫，此外還可以通過降低濕地的運(yùn)行水位，以利用地溫保障濕地的穩(wěn)定運(yùn)行。

5．3運(yùn)行效果

2019年7月，本項(xiàng)目調(diào)試完成后，出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表2。出水各指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB41／1820－2019）一級標(biāo)準(zhǔn)。

6經(jīng)濟(jì)分析

本項(xiàng)目總投資費(fèi)用為181．23萬元。主要包括構(gòu)（建）筑物施工費(fèi)、管材購置安裝費(fèi)、植物購置種植費(fèi)等費(fèi)用為129．55萬元；勘察設(shè)計(jì)費(fèi)、運(yùn)行調(diào)試費(fèi)等費(fèi)用51．68萬元。運(yùn)維成本主要包括人工濕地運(yùn)行維護(hù)費(fèi)及其他等，運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)5．01元／d，折合噸水運(yùn)行成本為0．05元。

7結(jié)語

工程實(shí)踐表明，采用格柵－隔油池－1＃表流人工濕地－潛流人工濕地－2＃表流人工濕地處理工藝農(nóng)村處理生活污水是切實(shí)可行的，出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB41／1820－2019）一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有投資少、出水水質(zhì)穩(wěn)定、具有景觀效果等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的污染。

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作者：劉曉利 劉峻 朱亞飛 單位：鄭州大學(xué)