农村废水人工湿地处理

工程总体方案

1.1污水量预测

1.1.1综合生活污水量

本村人口为500人，平均日综合用水为89L/P.d。则综合生活污水量为：89×500＝44.5 m３/d。

1.1.2其它污水量

其他污水量是指农作物栽培、牲畜饲养、农产品加工等过程中排出的污水。按综合生活污水量的80％考虑，则其它污水量为44.5×80%＝35.6m３/d

1.1.3污水总量

根据以上计算结果得出本村的污水总量为：44.5+35.6=80.1m３/d

1.2污水水质及处理程度

1.2.1进水水质

农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：100～250mg ／L之间，TN的浓度为15～30mg/L。生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在5×105～5×106个／L之间，并含有多种病原体。生活污水中悬浮固体物质含量一般在200～400mg／L之间。由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。

1.2.2处理工艺选择

由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。生活污水的处理方法从处理工艺上分有：厌氧生物处理和好氧生物处理。从处理方式上分：有集中处理和分散处理。集中处理的方法多采用好氧生物处理，运行可靠，处理效果好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处理难等问题；分散处理方法大多数为厌氧生物处理，处理设施投资少、运行费用低，但相当一部分处理设施存在着

处理效果不稳定、难以达到排放标准的问题。城市生活污水处理大多数采用集中活性污泥法处理，但这种方法不完全适宜农村。农村生活污水的处理应选用投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。经比较，选择人工湿地污水处理技术在农村最为合适。

1.3人工湿地污水处理技术

“湿地”泛指暂时或长期覆盖水深不超过 2 米的低洼地、及低潮时水深不超过 6 米的沿海地区，包括各种咸水、淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。

人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。

人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。

1.3.1特点

人工湿地有自由水面型( FWS) 和潜流型(SFS)两类。由于潜流型人工湿地处理效果好、受气温影响相对较少、卫生条件好等原因而采用较多。潜流型人工湿地根据污水的流动方向又分成水平流和垂直流两种。前者对BOD5、CODCr 、SS、重金属等污染物处理效果好,后者脱氮、除磷效果较好。

人工湿地处理系统投资低,处理效果好,管理和维护简单,基本不用能源消耗,运行费用仅为常规处理的1/ 10 ,抗冲击性能强,适合广大农村地区、小城镇地区的污水处理。

1.3.2 构造

下面重点介绍潜流型湿地。

潜流式人工湿地构造由进水区、处理区、出水区三部分组成,并且底部应做好防渗层。垂直流人工湿地构造示意见图。

图---垂直流人工湿地构造示意

处理区为人工湿地工作区,为保证流程的长度和水流均匀,一般设计成上向流分格串联运行。每格中的基质采用砾石或卵石,颗粒由下而上递减,基质厚度取60～80 cm。底层厚20 cm ,粒径40～60mm ,为粗碎石层;中层厚30 cm ,粒径20～40 mm ,为中碎石层;上层厚15 cm ,粒径10～30 mm ,为细碎石层。

进水区与集水区的布置应尽量保证布水和集水均匀,避免在池内形成死水区和短流。人工湿地的防渗层很重要,应保证污水处理过程中污水不向外渗漏,防止污水对地下水的污染和影响周围环境卫生。一般湿地应选在厚土层地区,厚土层上再设防渗层,防渗层可用粘土、膨胀土、沥青和油毡铺设,现在也有做高密度聚乙烯树脂塑料膜铺垫。

人工湿地的植物品种对人工湿地的处理效果影响很大,所以湿地设计时应

注意床内植物的选择和栽培。植物选择通常选择根系发达,根茎粗壮的植物;光合作用好、输氧机能强的植物;当然也应考虑到植物的经济价值和观赏性。

1.4人工湿地污水处理工艺

采用生物接触氧化与人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理, 其工艺流程见图。

图---农村污水处理工艺流程

农村生活污水经过细格栅去除漂浮物和悬浮物后, 进入集水调节池以达到均衡原水水质水量的目的, 然后用污水泵提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池内设置填料, 底部采用空气管曝气。已经充氧的污水浸没全部填料, 并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜, 污水与生物膜相接触的过程中, 水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到沉淀池后被去除, 污水得到净化。经生物接触氧化处理后, 污水中大部分有机物得到了去除。沉淀池出水进入人工湿地处理, 进一步去除N、P 营养盐。采用潜流型人工湿地, 平面尺寸为1.8 m×6.0 m, 床深为80 cm, 中间利用隔墙形成交替流, 人工湿地上栽种芦苇、菰米等具有高效脱氮除磷功能的水生型植物。处理后的出水直接外排。

2.1人工湿地处理工艺设计

2.1.1细格栅

设置台链条式格栅除污机，栅条断面形状取圆形，细格栅计算结果如下：