可持续发展的农村生活污水生物生态组合治理技术

垂直交错跌水充氧生物接触氧化池多级垂直交错分布，利用挡板使污水往复跌落，占地较梯式跌水充氧可节省50%以上，且由于占地集中，外围可建房屋，实现保温，保证冬季污染物降解效率，可适应寒冷的北方地区。水车驱动生物转盘利用水流跌落的动能带动水车转动，实现污水跌落充氧、溅水分散充氧和转盘盘面复氧的三重充氧作用，充氧效果优，适用于较高浓度的生活污水。各类型跌水装置见图2。

图2 各类型跌水装置

脉冲多层复合滤料生物滤池：无需曝气，自然通风供氧，水力负荷高，占地面积小，耐冲击负荷，可应用于水量稍大的农村生活污水处理。其采用虹吸脉冲布水的方式，既可以维持滤池以低平均负荷运行，保证滤池中硝化反应顺利完成；又保证在布水时瞬间冲刷掉部分老化的生物膜，从而维持较高活性的生物膜，解决了传统的生物滤池易于堵塞和生长池蝇、产生臭味的问题。

此外在滤料填充层中可设“废石膏充填区”，初步实现磷的去除。生物滤池整体呈塔状，在寒冷地区应用时方便外加建筑保温。脉冲多层复合滤料生物滤池现场见图3。

图3 脉冲多层复合滤料生物滤池现场

2.3 硝化除臭技术

生活污水中含有大量有机物，经厌氧处理后易产生氨、硫化氢、甲硫醇、甲胺等致臭物质，这些致臭物质散逸至空气中会严重影响污水处理设施周边空气质量。

目前污水厂除臭方法主要有：对已逸出到大气中的臭气进行收集去除的被动的除臭方法，代表技术有生物滤池过滤、植物提取液除臭、活性炭吸附、高能离子除臭、化学除臭和活性氧除臭等；以及通过投药提高污水中氧化还原电位，避免含氮及含硫化合物产生的主动除臭法。

以上方法均需额外的动力设施和化学药剂，运行费用昂贵，管理难度大，基本不可能在农村地区推广。创新型的反硝化除臭技术是利用已有的跌水充氧生物接触氧化池产生的硝化液和剩余溶氧回流至缺氧池，稀释并氧化其中的还原性致臭物质，省却了动力消耗和药剂费用，成本低廉，管理简单，解决了污水处理设施可能存在的臭味问题，提高了跌水充氧段和人工湿地水体的卫生性和可观赏性。

3 生态单元

生态单元紧密结合农村种植业，使之成为污染净化型农业。主要表现为两方面：用经济作物替代传统湿地植物并优化湿地构型；构建污染净化型农业，在实现氮磷资源化利用的同时获得一定经济效益。通过采用水生蔬菜型过滤床、水位及浸润度可控型潜流人工湿地技术，有效提高人工湿地的处理效率。

人工湿地生产有经济价值的水生蔬菜和花卉，可调动农民参与污水处理设施管理的积极性，利于工艺的推广。另一方面，强化与提升污染物沿程净化的理念，通过相关技术的研发与集成创新，实现污染物削减的最大化。同时根据不同地区的条件，还因地制宜地研发了梯式生态砾石处理技术、阶式多功能强化生态净化塘处理技术，多种构型的生态混凝土支撑生态沟渠沿程降解技术。

3.1 无土栽培与人工湿地集成优化技术

在人工湿地内种植空心菜、水芹菜、番茄、生菜、莴苣等蔬菜和水培花卉等经济作物，使人工湿地在产生经济效益的同时能够调动农民自觉维护的积极性；优化湿地构型，通过湿地出水堰的改良设计来实现人工湿地水位的控制，使得人工湿地适应各种经济植物的生长；还可以在人工湿地上加盖暖棚，保证其冬季低温条件下的正常运行；在人工湿地内引入蚯蚓，改善湿地微环境，提高湿地的污染物去除效果。

水生蔬菜过滤床人工湿地技术。开创性地融合了人工湿地技术和蔬菜无土栽培技术，集成优化提出在人工湿地内培植空心菜、水芹、豆瓣菜、番茄、生菜等根系发达、生长速率快的常见无土栽培蔬菜，以生物单元处理后的尾水作为人工湿地内水生蔬菜的“营养液”。

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