生物生态组合工艺处理农村小型生活污水的理论与实践

因此，本项目所研究的工艺不是将传统的生物处理与生态方法的简单组合，而是在充分考虑农村特色的前提下，尽量简化传统生物处理工艺、优化和开发水生蔬菜型人工湿地的生态方法，并根据各自的特长合理分工各段工艺的去除对象，进行优化组合，最终达到了简单、简便、有效处理农村污水的目的。本课题拟揭示该技术的净水机理，研究其合理工艺流程和实用工艺参数，解决该工艺从设想走向实际应用所要解决的问题，不仅具有重要的科学意义，而且具有广泛的应用前景。

4 试验研究与示范工程成果介绍

4.1示范工程规模与构造

在位于太湖湖滨的宜兴市大浦镇林庄村，建设了规模为10 m3/d的生物生态组合工艺处理生活污水的示范工程。

污水经过收集管网首先进入厌氧池。厌氧池的水力停留时间为30h。用一台自吸式水泵将水从调节池提升至4m高的微型水箱中，水从水箱中逐级跌落至氧化池;

接触氧化池由五个单池串联而成，总体积为1.4 m3，池内混合装填弹性填料和组合填料(1：1的比例)，利用池与池之间的高度差，使水在跌落的过程中与空气接触进行充氧。为了提高污水的分散程度及与空气的接触时间，跌水板设为两级，其中第二级跌水挡板高度可调。出水采用三角堰。考虑到第一级池有机负荷比较大，取跌水高度为1.3m,，其余四池每池跌水高度为0.5m。

人工湿地采用潜流式，平面尺寸为1.5m×7m，水力负荷略小于1m3/m2，池底坡度为0.5%，有效高度取0.75m。沿程共分四格，中间用隔墙隔开，如图2示。池内从底部向上依次填充40cm碎砖，30cm碎石，5cm细砂，上面种植芦苇、空心菜，表面有2～4cm的水深。

4.2水处理效果评价

4.2.1COD的去除效果

在整个运行期间，进水COD浓度波动较大，在494mg/L与62mg/L之间变化，但出水相对稳定，基本稳定在20～40mg/L之间，可以稳定达到一级A标准(GB18918-2002)，如图3所示。因为本工艺为厌氧-好氧组合工艺，前置厌氧池能通过厌氧发酵将大部分的COD去除;随后流经接触氧化池，借助填料上的微生物对有机物进行降解;最后利用人工湿地中微生物的降解使有机物浓度进一步得到降低。夏季时温度较高，微生物活性较强，工艺对COD的平均去除率可达80%以上;虽然秋季时温度有所降低，导致微生物的活性降低，但对COD的平均去除率仍维持在较高的水平，整套装置在运行过程中一直保持较稳定的COD去除效果。

4.2.2 TP的去除效果

由于太湖富营养化控制得需要，除磷是试验中的一项重要内容。装置运行期间，TP进水浓度虽相对较低但变化幅度较大(0.8mg/L～2.6mg/L)，出水水质却相对较稳定，TP的出水浓度大部分都保持在0.5mg/L以内，平均为0.36mg/L，如图4所示。人工湿地对磷的去除作用在整个系统中占很大的比重，其主要利用介质的截留吸附以及植物吸收、微生物作用来完成对磷的去除。由于宜兴盛产紫砂壶，其废弃模具的主要成分是石膏，将废弃模具加以利用，投加入湿地中，显著的提高了湿地的除磷效率。

4.2.3 TN的去除效果

2005年6月份装填生物接触氧化池填料后，取了宜兴市某污水处理厂曝气池内的活性污泥，稀释后加入接触氧化池内，经过近一个月的时间，硝化生物膜培养成功。如图5所示，在驯化初期，总氮去除率只有20%～30%;经过驯化后，硝化菌逐渐的发挥作用，从而去除率有所上升;到了8月份，气温逐渐升高，硝化菌活性也随之增强，加上湿地中生长旺盛的芦苇和空心菜的吸收作用，工艺对TN保持很高的去除率，平均达到83.19%，且TN出水一直保持在2mg/l左右。然而到了10月份，随着温度的降低，细菌的活性也有所降低，且湿地中植物开始枯萎，导致总氮去除效果有所下降。因此，为了使系统在秋冬季仍能对TN保持较高的去除率，有必要对接触氧化池进行保温处理，来提高系统冬季对氮的去除效果。

5 结束语

通过对“厌氧+跌水充氧接触氧化+人工湿地”组合工艺的试验研究，得出下列结论：

1)本工艺采用厌氧预处理先有效降低有机污染物浓度，然后采用多级跌水充氧接触氧化法，利用水流的重力作用自然充氧，充氧效果能够满足接触氧化池内微生物生长的需要，既省去了曝气所需的鼓风机动力消耗，又不需专门维护，满足农村低技术维护的要求。

2)采用“厌氧+跌水充氧接触氧化+人工湿地”组合工艺，对分散的农村地区生活污水有较好的处理效果，对COD、TP、TN的平均去除效率可达80%、73.5%、83.19%，出水平均浓度为37.88mg/l、0.36mg/l、5.28mg/l，均能达到甚至优于城镇污水处理厂污染物排放的一级A类标准(GB18918-2002)。

3)主要经济指标：设施建设费1500元/m3，运行费0.10元/m3。

“厌氧+跌水充氧接触氧化+人工湿地”组合工艺是一种生物与生态处理相结合的新型组合工艺，通过厌氧过程和跌水充氧接触氧化的好氧过程，完成有机物的降解及部分脱氮，然后利用复合流潜流式人工湿地进去除氮、磷，并进一步提高有机污染物去除效果，人工湿地属于污染净化型农业，不改变土地使用性质，充分利用了宝贵的氮磷资源生产有经济价值的水生蔬菜，在环境保护的同时还能产生可观的经济效益。本项技术十分适合在我国南方广大农村使用。

参考文献

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