农村生活污水处理和垃圾处理

以竹溪县连片村庄

一、污水处理工艺选择

污水处理工艺的确定应根据进出水水质、处理程度要求、用地面积和工程规模、自然条件等多因素综合考虑，同时还需符合我国国情，适应当地社会、经济发展条件。根据我国城镇污水处理实践，适宜的水污染治理工艺不仅可以降低工程投资，有利于污水处理厂的运行管理以及减少运行管理费用，保证处理出水水质，同时还有利于工程顺利上马，建成后正常运行。

迄今，对于城镇生活污水集中处理工程中，活性污泥技术，例如A/O法、A2O法、接触氧化池等是广泛采用的工艺技术，其工艺成熟，能取得较好的处理效果是公认的。但是，采用这些技术处理污水，建设、运行成本较高，使得不少地方出现因建设资金和运行费不足，而使建成的污水处理工程建设和运行陷入困境。

利用人工湿地处理废水是进几十年发展起来的一种废水处理新技术，是将沉淀池、稳定塘、湿地功能有机结合处理废水的新模式。自20世纪80年代，人工湿地处理废水技术被成功开发出以来，在条件（主要是用地条件和气候条件）适宜的地方发展很快。其原因是人工湿地处理污水工程运行管理简单，处理效果好、耐冲击负荷、出水水质稳定、氮磷去除率高，出水可达较高水质标准，且出水水质稳定。更为重要的是人工湿地处理污水比较节能、省费用。一般人工湿地处理污水的能耗和运行成本较活性污泥技术处理污水节省70%以上，在用地成本一般的情况下，其建设投资亦可节省20%左右。

处理工艺1

调查分析认为，人工湿地处理污水的特点十分适合我国农村污水处理，工艺具有投资省、运行成本低、运行管理方便等特点，非常适宜于经济不发达的农村地区。经初步测算，本工程采用人工湿地与目前普遍采用的活性污泥一类技术比较，投入设备少，工程建设投资可节省20%左右；能耗低，运行成本可节省80%左右；人工湿地对细菌、大肠菌群、类大肠菌的去除率可达90%以上，无须设消毒、杀菌设施；出水水质好，运行管理与维护简单。因此本工程推荐采用以人工湿地处理为主的技术，前面辅以一级强化处理，即一级强化处理+人工湿地的工艺方案。

（一）一级强化系统

人工湿地污水处理工程实践表明，人工湿地用于城镇污水处理，对其进水必需进行必要的前处理，以尽量去除人工湿地进水中悬浮物，降低进水中污染负荷，防止人工湿地地床层堵塞并维持人工湿地长期稳定运行。因此，人工湿地处理污水系统在进水前进行强化一级处理。

目前，一级强化处理技术研究的比较多，一级强化技术的应用也在逐渐普及。国内研究和应用比较多的是混凝法一级强化处理与接触氧化法一级强化想比较，有以下优缺点。

（1）混凝法一级强化处理

①技术比较成熟，容易管理；

②对BOD、COD、SS去除效果较好，因脱氮效果很差而不太运用

于氨氮较高的城镇生活污水的处理，对总磷的去除效果很好，致使处理出水营养失衡，不能为后续人工湿地系统提供充足的营养源，将大为降低人工湿地的处理效果；

③需要投加混凝剂和絮凝剂，污泥产量很大，导致处理成本较高；

④污水水质常发生变化，致使混凝剂的投加量难以控制；

（2）接触氧化法一级强化处理

①容积负荷高，停留时间短，有机物和氨氮去处效果好，运行管理简单，占地面积小；

②污泥产量少，节约污泥处理成本；

③对脱氮除磷效果均较好，出水营养均衡，能提供人工湿地系统所需的营养源。适合用于人工湿地前处理工艺。

④需要曝气能耗较高。

⑤经上述比较，采用接触氧化法一级强化处理工艺作为人工湿地的前处理系统。一级强化处理由一下工艺单元组成：

1.连体合建的格栅渠、多功能调节池。

2.连体合建的短程生物接触氧化池和沉淀池。

3.污泥干化池。

4.鼓风机房

（二）人工湿地

（1）人工湿地去污机理

人工湿地在宏观表现结构上可视为由人工填充的床基（碎石）和床表种植物两部分组成。空隙无数的床基和无数的根系可提供不同的

微环境，适合于各种{好氧、厌氧、兼性}微生物的生长和代谢活动。微生物是人工湿地去污作用的主体。成熟的人工湿地地床基中细菌、真菌、原生动物及后生动物多样共存，形成了较长的食物链，生物量转化层次高，因此污泥量极少，可长期运行无污泥，按美国EPA的资料，成功的人工湿地连续无堵塞运行时间长达20年而未发生堵塞问题。

人工湿地床基具有巨大的表面积，特定的化学组成、无数的植物根系及其代谢产物（氧、生物物质）为污染物过滤截流、物理和吸附与化学吸附、化学分解和沉淀、生物摄取和氧化分解、矿化等提供了很好的条件。

污水中的有机物只要依靠人工湿地地床基内的物理和生物学的综合过程去除。即悬浮有机物被过滤截流、水解、生物摄取和氧化分解，容积有机物直接被水解、生物摄取和氧化分解。

污水中的氨氮被床基中硝化菌转化为硝氮，进而通过植物吸收和反硝化过程去除。有机氮主要呈现悬浮状，被床基过滤截流，并通过生化作用矿化为氨氮、硝氮，进而通过植物吸收和反硝化过程去除。

污水中磷大多以正磷酸盐形式存在，并主要通过人工湿地床基中的钙、铁、铝离子沉淀固着，以及植物的吸收过程去除，沉淀固着在床基中磷最终通过的代谢生长过程将从污水吸收的氮、磷、有机物、无机盐等转化为可床基料更换而移出。

人工湿地植物通过收割移走并进一步资源化利用的生物量。

污水中一些微量金属通过人工湿地床基吸附或沉淀作用去除。

污水中大部分病原菌和病毒被人工湿地床基好氧微生物摄食分解，部分被植物根系分泌物杀死。

人工湿地适宜处理污染浓度或负荷较低的污水，其处理污染单位负荷一般低于传统二级生物处理法，而COD、BOD、N、P、病原菌去除率高于传统二级生物处理法，处理出水水质更优且稳定。

（2）人工湿地的水力学特征

按水力学特征大致可将目前的人工湿地分为表面流型、水平潜流型、竖向潜流型三类。本工程人工湿地地属水平与竖向潜流混合型人工湿地，总面积2072 m2。人工湿地基质利用碎石建造，床层厚1.0m。由于该两处污水处理厂位于饮用水水源地，故湿地床需要严格防渗，采用HDPE聚乙烯防渗膜。

（3）人工湿地床植物的选择与床产植物生物量处理

人工湿地选种去污能力强、耐污能力也强其根系发达、茎叶茂密、抗病虫害的当地优势种湿生牧草、水生蔬菜、水生花卉等湿生植物。此外，选种植物还应有利于周边环境的改善，所产生物量易于处置和利用。本工程人工湿地选种适合当地的芦苇、再力花、香蒲、水葱、美人蕉等。

适时采割人工湿地植物有利于植物最高去污能力生命周期的利用，同时将被植物吸收同化的污染物及时移出，由此产生的植物生物量需进行适当处理以便资源利用，防止二次污染。本工程人工湿地种植植物应适时采割，植物生物量可作有机肥料，牛、羊猪的饲料和沼气池发酵原料。