人工濕地農村生活污水工程設計運行

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摘要：根據農村生活污水的特點，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村生活污水，處理規模100m3／d，進水水質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。結果表明：處理后出水水質滿足河南省地方標準《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB41／1820－2019）一級標準。該工藝具有投資小、出水水質穩定、具有景觀效果等優點，同時減少了農村生態環境的污染。可供參考。

關鍵詞：農村生活污水；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村人居環境，提高當地村民的生活質量，建設處理規模為100m3／d，采用以人工濕地－穩定塘為主體處理工藝的農村生活污水處理工程，出水水質滿足河南省地方標準《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB41／1820－2019）一級標準。

2設計進、出水質

農村生活污水主要包括廚房洗滌、淋浴、洗衣等廢水等污水，其成分及變化與當地居民生活的狀況、水平和習慣，污染物濃度與用水量有關，同時受到污水管網建設條件、雨污分流狀況等條件制約。本項目生活污水具有以下特征：①由于村內以旱廁為主，污染負荷較低；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；③農村人員生活作息相對規律，污水排放量也具有規律性，以早、中、晚排水量居多。本工程設計進水水質和排放標準見表1。

3污水處理工藝流程

結合國內農村污水處理實際狀況［1～6］，根據工程所在地的氣候特征及經濟條件，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主要構筑物工藝設計

（1）格柵渠。磚混結構，1座，結構尺寸為2．0m×0．3m×1．3m，設置人工粗格柵1套，柵寬0．3m，柵條間距25mm，材質304不銹鋼；細格柵1套，柵寬0．3m，柵條間距3mm，材質304不銹鋼。用于截留污水中的漂浮物等。（2）隔油池。鋼混結構，1座，結構尺寸為2．5m×1．0m×2．3m，有效容積3m3。用于去除廢水中的油類物質，減輕人工濕地的處理負荷。（3）1＃表流人工濕地。框架結構，1座，分4格，單格結構尺寸為23．8m×8．0m×1．0m，總面積761．6m2，有效水深0．3～0．5m，表面COD負荷9．98g／（m2•d），表面水力負荷0．13m3／（m2•h），有效水力停留時間3．05d。池內設置基質填料100m3；活性鈣60m3；生態石籠40個，結構尺寸為2m×0．5m×0．5m；池底及池壁鋪設防滲土工布3300m2；設置配水渠1座，框架結構，結構尺寸32m×0．5m×0．8m。（4）垂直潛流人工濕地。框架結構，1座，分4格，單格結構尺寸為9．0m×8．0m×1．4m，總面積288m2，基質層高度1．1m，表面COD負荷19．79g／（m2•d），表面水力負荷0．35m3／（m2•h），基質空隙率按35％計，水力停留時間1．27d。池內設置生態基質填料245m3；沸石72m3。設置上下兩層布水系統池內。池底及池壁鋪設防滲土工布480m2；設置配水渠、收水渠1座，鋼混結構，結構尺寸分別為32m×0．5m×0．8m、32m×0．5m×0．5m。垂直潛流人工濕地設計種植挺水植物蘆葦、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，單元內的植物也根據周邊環境做出適當調整。垂直流人工濕地以蘆葦、菖蒲、香蒲、藨草等凈污能力較強的植物為主。人工濕地進水采用可旋轉彎管加閥門，控制進水量和水頭。出水采用多個閥門組合，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。框架結構，1座，分4格，單格結構尺寸為7．0m×8．0m×1．0m，總面積224m2，有效水深0．3～0．5m，表面COD負荷7．63g／（m2•d），表面水力負荷0．45m3／（m2•h），有效水力停留時間0．90d。池內設置基質填料35m3；生態石籠20個，結構尺寸為2m×0．5m×0．5m；池底及池壁鋪設防滲土工布1016m2；設置收水渠1座，磚混結構，尺寸28m×0．5m×0．8m。（6）綜合間。1座，磚混結構，總尺寸為6．0m×4．2m×4．2m，用于管理人員臨時休息及存放維護用具。

5調試運行、管理及處理效果

5．1調試運行、管理

本工程主要調試以人工濕地進配水及人工濕地植物的種植和日常維護管理為主。

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層總高度為1．1m，按照基質級配和高度依次填充。首先使基質層完全浸水，在基質層深15cm處栽種蘆葦，株高為50～60cm，株距30cm；香蒲株高30cm，株距20cm。按設計流量運行到2～3個月后，可將水位降低到填料表層下15cm，以促進植物根系向深部發展。同時根據季節的變化，通過調節出水管不同高度的閥門，來控制濕地內部的運行水位。

5．2濕地植物的管理及保溫措施

（1）表面流人工濕地運行中應及時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。（2）病蟲害防治。濕地植物除蟲除害應盡量采用無毒無害的殺蟲殺菌劑，避免對水質產生影響。（3）在植物收割期，應及時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的方式進行植物覆蓋保溫，垂直潛流人工濕地則采用覆蓋收割后的植物的方式進行人工外加保溫，此外還可以通過降低濕地的運行水位，以利用地溫保障濕地的穩定運行。

5．3運行效果

2019年7月，本項目調試完成后，出水水質監測結果見表2。出水各指標穩定達到河南省地方標準《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB41／1820－2019）一級標準。

6經濟分析

本項目總投資費用為181．23萬元。主要包括構（建）筑物施工費、管材購置安裝費、植物購置種植費等費用為129．55萬元；勘察設計費、運行調試費等費用51．68萬元。運維成本主要包括人工濕地運行維護費及其他等，運行費用總計5．01元／d，折合噸水運行成本為0．05元。

7結語

工程實踐表明，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村處理生活污水是切實可行的，出水水質滿足河南省地方標準《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB41／1820－2019）一級標準。該工藝具有投資少、出水水質穩定、具有景觀效果等優點，同時減少了農村生態環境的污染。

參考文獻：

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作者：劉曉利 劉峻 朱亞飛 單位：鄭州大學