人工湿地在农村生活污水处理中的工程实例

赵智平 郭迎庆

摘要: 在借鉴浙江桐庐等地成功经验的基础上，吉安县在多个行政村开展农村生活污水处理试点工作。该县农村污水处理主要采取人工湿地处理模式，即10～20户农户建造一套污水处理设施，污水经过收集沉淀—厌氧—人工湿地等过程进行处理。监测结果显示该系统对COD、氨氮等去除能力强，出水各项污染物指标均能达标，表明该系统是一种适合农村污水处理的系统，适合在当地农村推广应用。

关键词:农村生活污水；人工湿地；处理；工程实例

Abstract: With reference to zhejiang tonglu success, based on the experience of JiAnXian in multiple administrative villages in the rural sewage treatment of pilot projects. The county rural sewage treatment mainly take artificial wetland processing model, that is, 10 to 20 families to build a set of peasant household sewage treatment facilities, sewage after collecting precipitation-anaerobic-such as artificial wetland process for processing. Monitoring the results show the system of COD, ammonia nitrogen removal ability, the water pollution index are the standard, show that the system is a kind of suitable for rural sewage treatment system, suitable for the local rural application.

Key Words: rural sewage; artificial wetland; processing; engineering example

中图分类号：G812.42 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

吉安县广大农村地区由于经济基础薄弱、资金来源少、居民居住分散等原因，普遍缺少排污设施规划，缺乏专门的污水收集处理设施。该县农村生活污水绝大多数通过自建水沟排放到小溪或河流，污水处理率基本为零，水环境污染情况较为严重。考虑到当地农村缺少污水技术和管理人员及运营资金，因此需要一种简便的污水处理技术，即要满足“三不”（基本不需要人管理、基本不需要人维修、基本不需要运行费用）、出水能够达标稳定。

吉安县根据实际情况，结合自然、经济条件，因地制宜，以少数基础条件较好的农村进行试点建设农村污水处理设施，本文以吉安县某行政村生活污水人工湿地处理工程为例进行介绍。

2 人工湿地简介

2.1 人工湿地概述

人工湿地是模拟天然湿地的人工生态处理系统，利用人为手段设置的具有湿地性质和功能的系统。较天然湿地，人工湿地有更高的处理效率，又因其可灵活选择场地、建设和运行费用低、有一定的生态效益而受到重视，国外许多地区都建有用人工湿地处理污水的示范工程。[1]

人工湿地污水处理系统是人工建造、监督和控制的，在一定长宽比及地面坡度的洼地上由土壤、沙、石和煤渣等混合成的填料床和在床体上种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观的植物，如芦苇、香蒲、水葱等及在水中、填料中生存的动物、微生物所组成的生态系统，污水流经床体表面和床体填料缝隙时，通过水体、基质、水生植物、微生物等之间一系列复杂的物理、化学和生化反应，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用实现对水中污染物的去除。[2-3]

3 工程实例

本工程位于吉安县横江镇某一行政村，有居民96户，共计364人，农村生活污水经化粪池预处理后由管道收集。工程总投资35万元，于2010年12月底竣工，出水能达到相关排放标准。

3.1 设计水量及水质

本人工湿地处理系统按人均每天产生活污水180L计，则每天产生污水量为66吨。其中要分建四套处理系统，1#人工湿地系统为36人，每天处理污水6.5吨；2#人工湿地系统为88人，每天处理污水16吨；3#人工湿地系统为104人，每天处理污水19吨；4#人工湿地系统为136人，每天处理污水24.5吨。

农村生活污水含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物等，主要进水指标为：COD 250～400mg/L，NH3-N 40～60mg/L，TP 2.5～5mg/L，SS 120～150 mg/L。

该村污水经处理后用于水作物灌溉，出水执行《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中水作物灌溉标准，CODCr≤150 mg/L；BOD5≤60 mg/L；SS≤80mg/L。

3.2 工艺流程简介

图1 农村人工湿地污水处理工艺流程图

该村的生活污水经收集后，自流入污水处理站。污水首先进入沉砂池，沉砂池主要作用是去除污水中大颗粒悬浮物、砂粒、飘浮杂物等，避免阻塞管道。预处理后的污水进入厌氧池，在水解作用下，悬浮状态或胶体状态的有机物质转化为溶解性有机物。经厌氧水解处理后，污水进入人工湿地，采用表面流人工湿地，利用水生植物的生长，吸收氮磷，在一系列的过濾、吸附、沉淀、微生物降解作用下，污水中的污染物被有效去除，污水得到净化。出水排入农业灌溉渠，用于水作物浇灌。

3.3 工艺设计

3.3.1 沉砂池

1#沉砂池(L×B×H=2.3m×1.6m×1.0m)，有效容积V =2.9 m3，停留时间: HRT = 10.9h

2#沉砂池(L×B×H=4.0m×1.9m×1.0m)，有效容积V =6.08 m3，停留时间: HRT =9.1h

3#沉砂池(L×B×H= 4.5m×2.0m×1.0m)，有效容积V =7.2 m3，停留时间: HRT = 9.1 h

4#沉砂池(L×B×H= 5.0m×2.4m×1.0m)，有效容积V =9.6m3，停留时间: HRT =9.4h

3.3.2 厌氧池

1#厌氧池(L×B×H=2.6m×1.6m×1.0m)，有效容积V =3.3m3，停留时间: HRT = 12.3h

2#厌氧池(L×B×H=4.0m×2.5m×1.0m)，有效容积V =8m3，停留时间: HRT =12.0h

3#厌氧池(L×B×H= 4.5m×2.6m×1.0m)，有效容积V =9.36m3，停留时间: HRT=11.8h

4#厌氧池(L×B×H= 5.0m×3.0m×1.0m)，有效容积V =12m3，停留时间: HRT =11.8h

3.3.3 人工湿地

1#人工湿地(L×B×H=3.6m×4.9m×1.0m，均分三格)，有效容积V =14.1m3，停留时间: HRT = 17.4h

2#人工湿地(L×B×H=6.6m×4.0m×1.0m，均分三格)，有效容积V =21.1m3，停留时间: HRT =10.6h

3#人工湿地(L×B×H= 7.2m×4.5m×1.0m，均分三格)，有效容积V =25.92m3，停留时间: HRT =10.9h

4#人工湿地(L×B×H= 8.1m×5.0m×1.0m，均分三格)，有效容积V =32.4m3，停留时间: HRT =10.6h

4 处理效果及运行费用分析

该村人工湿地处理系统于2010年9月开始施工建设，2010年12月竣工建设单位于2011年3月向当地环保部门提出环保验收，监测报告显示各项污染物指标都能达标。

COD主要进出水浓度及去除率：1#进水平均浓度320.21 mg/L，出水平均浓度60.72 mg/L，平均去除率81.04%；2#进水平均浓度248.93 mg/L出水平均浓度54.74mg/L平均去除率78.01%；3#进水平均浓度189.75 mg/L出水平均浓度43.06 mg/L平均去除率77.31%；4#进水平均浓298.57 mg/L 57.43出水平均浓度57.43mg/L，平均去除率80.76%

氨氮主要进出水浓度及去除率：1#进水平均浓度53.27mg/L，出水平均浓度8.17mg/L，平均去除率84.66%；2#进水平均浓度44.73mg/L，进水平均浓度7.45 mg/L，平均去除率83.34%；3#进水平均浓度57.25 mg/L，进水平均浓度9.01 mg/L，平均去除率84.26 %；4#进水平均浓度58.57 mg/L，进水平均浓度10.47 mg/L，平均去除率82.12%。

此人工湿地处理系统已正常运行一年，污水处理系统不产生电耗；植物维护管理主要是要对人工湿地的植物进行收割和保护，植物維护管理费用为1000元，日维护费用2.73元/d；每年清运污泥费为800元，日处理费用2.19 元/d；则单位污水处理运行费用为0.07元/m3。

5 结语

采用沉砂池+厌氧池+人工湿地系统处理农村生活污水，工程实际运行结果表明该系统COD、NH3-N去除率分别在77.31～81.04 %、82.12～84.66%之间，出水水质稳定，达到了《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中水作物灌溉标准。

该县试点农村污水处理采用该人工湿地系统，具有操作简单、经济有效等优点，满足民农村生活污水处理的需要，适合农村地区资金短缺和技术空白的不利状况，该人工湿地处理系统的建设和运行为当地农村生活污水工程治理提供了宝贵经验。

参考文献

[1] 梁继东，周启星，孙铁珩.人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析[J]. 生态学杂志.2003,22(2):49-55.

[2] 姜宏明.关于人工湿地污水处理的探讨[J].大科技：科技天地.2011, 7:373-375.

[3] 王桂芳，王大义，章志元.人工湿地＋生态塘处理农村生活污水工程实例[J].环境工程.2010,4:6-8.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。