如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理***知識(shí)——可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)村生活污水生物生態(tài)組合治理技術(shù)。

三、生態(tài)單元

生態(tài)單元緊密結(jié)合農(nóng)村種植業(yè)，使之成為污染凈化型農(nóng)業(yè)。主要表現(xiàn)為兩方面：用經(jīng)濟(jì)作物替代傳統(tǒng)濕地植物并優(yōu)化濕地構(gòu)型；構(gòu)建污染凈化型農(nóng)業(yè)，在實(shí)現(xiàn)氮磷資源化利用的同時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)效益。通過采用水生蔬菜型過濾床、水位及浸潤度可控型潛流人工濕地技術(shù)，有效提高人工濕地的處理效率。

人工濕地生產(chǎn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生蔬菜和花卉，可調(diào)動(dòng)農(nóng)民參與污水處理設(shè)施管理的積極性，利于工藝的推廣。另一方面，強(qiáng)化與提升污染物沿程凈化的理念，通過相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)污染物削減。同時(shí)根據(jù)不同地區(qū)的條件，還因地制宜地研發(fā)了梯式生態(tài)礫石處理技術(shù)、階式多功能強(qiáng)化生態(tài)凈化塘處理技術(shù)，多種構(gòu)型的生態(tài)混凝土支撐生態(tài)溝渠沿程降解技術(shù)。

1、無土栽培與人工濕地集成優(yōu)化技術(shù)

在人工濕地內(nèi)種植空心菜、水芹菜、番茄、生菜、萵苣等蔬菜和水培花卉等經(jīng)濟(jì)作物，使人工濕地在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)能夠調(diào)動(dòng)農(nóng)民自覺維護(hù)的積極性；

優(yōu)化濕地構(gòu)型，通過濕地出水堰的改良設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)人工濕地水位的控制，使得人工濕地適應(yīng)各種經(jīng)濟(jì)植物的生長；

還可以在人工濕地上加蓋暖棚，保證其冬季低溫條件下的正常運(yùn)行；

在人工濕地內(nèi)引入蚯蚓，改善濕地微環(huán)境，提高濕地的污染物去除效果。

水生蔬菜過濾床人工濕地技術(shù)。開創(chuàng)性地融合了人工濕地技術(shù)和蔬菜無土栽培技術(shù)，集成優(yōu)化提出在人工濕地內(nèi)培植空心菜、水芹、豆瓣菜、番茄、生菜等根系發(fā)達(dá)、生長速率快的常見無土栽培蔬菜，以生物單元處理后的尾水作為人工濕地內(nèi)水生蔬菜的“營養(yǎng)液”。

本技術(shù)將上述根系發(fā)達(dá)的水生蔬菜密植于人工水槽中，形成細(xì)密的根系墊層，以此充當(dāng)“基質(zhì)”，供微生物附著，同時(shí)通過攔截顆粒性污染物和水質(zhì)凈化作用，對(duì)后續(xù)浸潤度可控人工濕地起保護(hù)作用。

水位及浸潤度可控型潛流人工濕地技術(shù)。該技術(shù)是利用出水堰（閥）的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛流人工濕地內(nèi)水位的控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)濕地濾床水位深度及基質(zhì)床層浸潤程度。一方面引導(dǎo)人工濕地內(nèi)水生蔬菜根系縱向的充分發(fā)展，另一方面通過植物泌氧強(qiáng)化大氣復(fù)氧能力，改善濾床及基質(zhì)的氧環(huán)境。此外在北方寒冷地區(qū)應(yīng)用時(shí)，可以搭建暖棚或通過控制水位使?jié)竦囟舅坏陀诒鶅鼍€，從而防止?jié)摿魅斯竦亟Y(jié)冰，保證人工濕地冬季的正常運(yùn)行。

蚯蚓強(qiáng)化生態(tài)土壤及濕地處理技術(shù)。在人工濕地中引入水蚯蚓，利用水蚯蚓的“松土”作用改善內(nèi)部的水力傳導(dǎo)以及溶解氧的傳輸，提高微生物的功能，顯著提高生態(tài)土壤及濕地去除污染物的能力。研究結(jié)果表明在相同條件下與傳統(tǒng)人工濕地相比可提高氮、磷去除率近30%以上，消除人工濕地堵塞現(xiàn)象。

2、利用地形優(yōu)勢(shì)構(gòu)建污染物沿程多階凈化技術(shù)

江蘇省農(nóng)村地區(qū)水網(wǎng)密集、水塘豐富，而山區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜多樣。該項(xiàng)目充分利用農(nóng)村的地形地勢(shì)及地域特征，提出在農(nóng)村水體、已有溝渠等的基礎(chǔ)上，簡單施工，建成具有良好生態(tài)效益的生態(tài)塘、生態(tài)溝，實(shí)現(xiàn)污染物從收集到排放，從“溝”到“塘”到“濕地”的多級(jí)沿程凈化，并實(shí)現(xiàn)生態(tài)單元建設(shè)的低成本。主要技術(shù)包括生態(tài)溝渠沿程攔截技術(shù)、階式多功能強(qiáng)化生態(tài)凈化塘處理技術(shù)、梯式生態(tài)礫石處理技術(shù)。

生態(tài)溝渠沿程攔截技術(shù)。采用生態(tài)混凝土護(hù)坡，重建植物群落，結(jié)合沉水植物，恢復(fù)水體的生物多樣性，利用生物、生態(tài)作用實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化。適用于低濃度污水的收集處理、生物單元與生態(tài)單元之間的連接及農(nóng)村面源污水的收集攔截。該項(xiàng)目研發(fā)了多種生態(tài)混凝土構(gòu)型，以適應(yīng)不同岸坡情況的使用，包括多孔單球、多球砌塊、魚礁式砌塊、自嵌式砌塊及砌塊模具。

階式多功能強(qiáng)化生態(tài)凈化塘處理技術(shù)。針對(duì)村落周邊分布的小池塘、斷頭河等，利用軟圍隔導(dǎo)流、生態(tài)護(hù)岸、人工介質(zhì)、立體生態(tài)浮島等多種技術(shù)優(yōu)化組合而成。其依靠塘中的藻、菌共生原理來充分調(diào)動(dòng)水體的自凈能力，達(dá)到去除氮、磷，深度凈化污水處理尾水、改善水體景觀的目的。

梯式生態(tài)礫石處理技術(shù)。針對(duì)丘陵地區(qū)農(nóng)村的地形特征而開發(fā)的生物生態(tài)高集約化技術(shù)。其利用地形落差，階梯式布置多級(jí)生態(tài)礫石床，床內(nèi)分級(jí)放置填料，利用級(jí)間高差跌水實(shí)現(xiàn)充氧；

通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，形成AOAO流程，保證氮磷去除效率；

礫石表面可種植與周圍生態(tài)景觀相協(xié)調(diào)的水生花卉、水生蔬菜、水生牧草等。本技術(shù)將生物單元和生態(tài)單元合并，節(jié)約了占地。

四、生物生態(tài)組合工藝流程及其應(yīng)用

可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)村生活污水生物生態(tài)組合工藝融合了生物處理和生態(tài)處理技術(shù)，各單元分工明確，主體工藝流程為“農(nóng)村污水—格柵—厭氧—缺氧—好氧—經(jīng)濟(jì)型人工濕地”。全流程工藝管理簡單，只需1臺(tái)水泵驅(qū)動(dòng)，不需要污泥回流，不需要鼓風(fēng)曝氣，僅需定期巡檢維護(hù)，無人值守運(yùn)行。各單元功能如下：

1、厭氧單元有效降低有機(jī)負(fù)荷，減輕跌水曝氣工序的負(fù)擔(dān)，且具備沼氣收集的功能。

2、在缺氧調(diào)節(jié)池中，來自厭氧段的消化液與好氧段的回流液進(jìn)行混合，充分利用消化液中的有機(jī)物，進(jìn)行反硝化反應(yīng)，同時(shí)脫除缺氧出水中的臭味。

3、好氧單元以氮磷的無機(jī)化和有機(jī)物的進(jìn)一步去除為主要功能，以跌水自然充氧為主，實(shí)現(xiàn)能耗的有效降低。好氧出水一部分進(jìn)入人工濕地，一部分回流至缺氧單元進(jìn)行反硝化脫臭。

4、人工濕地主要以水中氮磷營養(yǎng)鹽的去除和利用為目標(biāo)，力求在實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)收益。

為應(yīng)對(duì)我國農(nóng)村地區(qū)不同經(jīng)濟(jì)狀況、人員素質(zhì)、地理氣候等多方面條件對(duì)污水治理的約束，滿足不同地區(qū)對(duì)出水水質(zhì)的需求，可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)村污水治理技術(shù)已形成包含多種單元技術(shù)的可選組合技術(shù)系統(tǒng)，通過將前文所述的多種單元?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成和有機(jī)組合，形成適合于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村生活污水處理工藝。

由于工程所用工藝多樣，下文僅以建于宜興市和常州武進(jìn)區(qū)的兩組較典型的工藝為例。

宜興市周鐵鎮(zhèn)分散式生活污水處理工程共計(jì)約87戶，人口約310人，設(shè)計(jì)污水處理流量30 m3/d，工藝流程為“大深徑比厭氧反應(yīng)器-階梯式跌水充氧反應(yīng)器-水生蔬菜過濾床+潛流人工濕地”，主體工藝及現(xiàn)場(chǎng)情況如圖4。工程占地面積240 ㎡，其中濕地面積216 ㎡，濕地面積7.2 ㎡/m3，直接運(yùn)行成本0.11元/m3。

該項(xiàng)目出水穩(wěn)定優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。污水處理設(shè)施建設(shè)投資在8 000元/ m3左右。設(shè)施較傳統(tǒng)生活污水處理工藝（以AAO工藝為例）節(jié)能70%以上，節(jié)地20%以上。水生蔬菜型人工濕地每年以空心菜和水芹菜輪種，每年空心菜產(chǎn)量約4 000 kg/畝（1畝≈667 ㎡），水芹菜500 kg/畝，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益高于18 000元/畝。同時(shí)本設(shè)施大深徑比厭氧器還具備沼氣收集利用的條件。

常州武進(jìn)區(qū)湟里鎮(zhèn)生活污水處理工程污水來源于村內(nèi)80戶村民，約350人，設(shè)計(jì)處理規(guī)模30 m3/d，工藝流程為“折流板厭氧反應(yīng)器-缺氧反硝化-水車驅(qū)動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤-浸潤度可控潛流人工濕地”，主體工藝及現(xiàn)場(chǎng)情況如圖5。工程占地面積100 ㎡，其中濕地面積92 ㎡，濕地面積3.07 ㎡/ m3，平均能耗0.2 kW·h / m3，直接運(yùn)行成本0.15元/m3。

工程較傳統(tǒng)生活污水處理工藝（以AAO工藝為例）節(jié)能60%以上，節(jié)地60%以上。該項(xiàng)目出水穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。潛流人工濕地以空心菜和水芹菜輪種，空心菜產(chǎn)量約2 000 kg/畝，水芹菜450 kg/畝，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約13 000元/畝。

五、結(jié)語

我國農(nóng)村地區(qū)幅員遼闊，各地情況差異較大。在農(nóng)村生活污水治理過程中，受經(jīng)濟(jì)狀況、人員素質(zhì)、地形地貌、氣候條件等多方面條件約束，單一的污水處理工藝無法適應(yīng)復(fù)雜農(nóng)村條件下的污水處理，不利于大規(guī)模推廣。

可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)村污水治理技術(shù)應(yīng)包含多種單元技術(shù)的可選組合技術(shù)系統(tǒng)，具有高適用性，針對(duì)性。這就需要將多種農(nóng)村生活污水處理單元?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成和優(yōu)化組合，形成具有節(jié)能、節(jié)地、***、低維護(hù)、景觀化、園林化、氮磷資源化特征的多種可選工藝流程，形成可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)村生活污水處理生物生態(tài)組合成套技術(shù)體系，以滿足幅員遼闊的我國農(nóng)村地區(qū)生活污水治理的不同需求。

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