组合滤池+人工湿地在村镇污水治理中的应用

陈 川 钟新平 罗炳先

（广东自远环保股份有限公司 广东梅州 514000）

引言

东江源保护区生态环境状况不仅影响江西的生态环境治理，更直接关系到粤港地区饮用水安全。寻乌县位于东江源头区，拟以生态清洁型小流域建设模式，结合新农村建设，进行污水处理设施建设[1-2]。某圩镇生活污水处理站设计处理能力600m3/d，于2018年建成并投入运行，采用微动力组合式生物滤池+潜流式人工湿地，辅以电解除磷技术，取得良好效果。

1 工艺设计

1.1 进出水水质

该镇区采用分流制排水模式。设计进水水质参考相关可研报告，出水标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)）一级A标准。具体见表1。

表1 进出水水质情况

1.2 工艺流程

本设计采用微动力组合式生物滤池和两级水平潜流式人工湿地作为主体工艺。工艺流程见图1。

图1 工艺流程

2 主要构筑物及设备

2.1 格栅池

镇区管网采用分流制，污水输送中较为封闭，多处窨井已设置隔物清淤装置，考虑经济性，格栅池内置为传统人工清渣式平面粗细格栅各一套。

2.2 调节池

调节池平面尺寸为8m*7m，有效水深2.5m，停留时间5.6h，装挂约30m3组合填料，对原水COD去除及生化性提高有一定效用。

2.3 微动力组合式生物滤池

滤池采用新型组合滤池。滤池系统分6组，单组设计处理能力100m3/d。滤架层为十层，每层滤框按9横8列排列，共计滤框720个/组。滤框采用镂空塑料箩筐，尺寸为600×400×230mm。框内按比例填装多孔黏土陶粒滤料及斜发沸石。该滤池水力负荷可达 10m3/m2·d。

2.4 水平潜流人工湿地

选用两级水平潜流人工湿地。第一级湿地有效容积190m3，停留时间7.6h；第二级湿地有效容积420m3，停留时间16.5h。反应区基质分三层，底层填埋500mm厚级配粗砾石，中层填埋500mm厚砾石、水淬钢渣混合料，上层铺设40mm厚白色米石。配水区及出水区填装级配粗砾石，水面按表面积设置人工浮岛。湿地植物选用适应本地气候环境，净污能力较强的芦苇及美人蕉。

一级湿地配水区内设置除磷区，内置电解装置两套。电解法是一种高效的污水处理方法，综合了沉淀、絮凝等过程，对磷的去除有很明显的效果[3]。

3 调试运行结果分析及讨论

3.1 调试运行结果

调试自18年2月启动，因气温较低，启动两个月内，在不启用滤液回流情况下，滤池水力负荷从2m3/(m2·d)逐步加大至4.5m3/(m2·d)，滤池COD去除率在70%上下，氨氮去除率在40-50%之间；湿地植物、微生物、基质共生系统及电解高效除磷对污水的深度处理持续稳定。四月中旬，日处理规模达到470立方，总排口除氨氮，以及部分时段的SS，其余指标均达到排放要求。

为提高滤池氨氮去除效率，于四月中旬起开启滤液回流，并逐步提高回流水量。六月上旬滤池进水水力负荷达到7m3/(m2·d)，即滤池处理水量达到720m3/d，回流比0.5。之后维持同等水平，滤池系统COD、氨氮降解率均有一定提升。该段滤池运行效果见图2。为保证出水SS达标，于二级湿地出水区设置挡板，对从底部冲刷上来的固体悬浮物有一定拦截作用。人工湿地系统持续稳定，表明植物净化修复、根际圈微生物降解、基质吸附吸收已趋于成熟。总排口数据见图3。

图2 滤池运行效果

图3 总排口数据

3.2 分析及讨论

组合式生物滤池抗水力冲击能力强，回流水量促使滤池水力负荷和有机负荷增加，但同时营养物质增多为滤料微生物生长提供了足够的有机能源[4]，且优良的结构性能和通风充氧效果保障了微生物高效代谢；滤液回流一定程度延长污水停留时间，增加了污水与滤料接触次数，回流液携带的溶解氧也有利于硝化反应，氨氮去除率较无回流条件下提高约5-10%。调试期间，滤料表面挂膜情况良好，约20天脱膜一次，复膜速度快，表明滤料介质微观环境成熟稳定。电解对污水TP的降解效果明显，通过定期更换电解板可恢复除磷性能，解决了生态工艺除磷效果低效和不稳定的缺陷。

4 投资及运行经济分析

该污水站土建工程投资约70万元，设备材料系统约220万元，吨水投资为4850元。污水站运行保障提升系统及电解系统用电即可，日用电量约90KW，其中一半由光伏能提供。滤材使用寿命长，日常维护及折旧费用低。生态工艺剩余污泥较少，只有调节池和滤池沉淀区定期吸泥清渣，湿地植物按时收割。污泥废渣转运到镇垃圾处理站，只需少量的人工和处置费用。综合评估，吨水处理费用仅约0.1元，运维经济性高。

结语

从运行结果观察，虽无生化工艺高效，但处理小规模生活污水是完全可行。对于管网系统不完善，收水污染浓度低的地区，还可避免过度投资建设。投资及运维的高效能，管理简便，适用于公共预算紧缺及布局分散的村镇地区。微动力组合式生物滤池+潜流式人工湿地技术的成功应用，为解决农村生活污水治理提供了一条节能经济的路线。