組合濾池+人工濕地在村鎮污水治理中的應用

陳 川 鐘新平 羅炳先

（廣東自遠環保股份有限公司 廣東梅州 514000）

引言

東江源保護區生態環境狀況不僅影響江西的生態環境治理，更直接關系到粵港地區飲用水安全。尋烏縣位于東江源頭區，擬以生態清潔型小流域建設模式，結合新農村建設，進行污水處理設施建設[1-2]。某圩鎮生活污水處理站設計處理能力600m3/d，于2018年建成并投入運行，采用微動力組合式生物濾池+潛流式人工濕地，輔以電解除磷技術，取得良好效果。

1 工藝設計

1.1 進出水水質

該鎮區采用分流制排水模式。設計進水水質參考相關可研報告，出水標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002)）一級A標準。具體見表1。

表1 進出水水質情況

1.2 工藝流程

本設計采用微動力組合式生物濾池和兩級水平潛流式人工濕地作為主體工藝。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 主要構筑物及設備

2.1 格柵池

鎮區管網采用分流制，污水輸送中較為封閉，多處窨井已設置隔物清淤裝置，考慮經濟性，格柵池內置為傳統人工清渣式平面粗細格柵各一套。

2.2 調節池

調節池平面尺寸為8m*7m，有效水深2.5m，停留時間5.6h，裝掛約30m3組合填料，對原水COD去除及生化性提高有一定效用。

2.3 微動力組合式生物濾池

濾池采用新型組合濾池。濾池系統分6組，單組設計處理能力100m3/d。濾架層為十層，每層濾框按9橫8列排列，共計濾框720個/組。濾框采用鏤空塑料籮筐，尺寸為600×400×230mm。框內按比例填裝多孔黏土陶粒濾料及斜發沸石。該濾池水力負荷可達 10m3/m2·d。

2.4 水平潛流人工濕地

選用兩級水平潛流人工濕地。第一級濕地有效容積190m3，停留時間7.6h；第二級濕地有效容積420m3，停留時間16.5h。反應區基質分三層，底層填埋500mm厚級配粗礫石，中層填埋500mm厚礫石、水淬鋼渣混合料，上層鋪設40mm厚白色米石。配水區及出水區填裝級配粗礫石，水面按表面積設置人工浮島。濕地植物選用適應本地氣候環境，凈污能力較強的蘆葦及美人蕉。

一級濕地配水區內設置除磷區，內置電解裝置兩套。電解法是一種高效的污水處理方法，綜合了沉淀、絮凝等過程，對磷的去除有很明顯的效果[3]。

3 調試運行結果分析及討論

3.1 調試運行結果

調試自18年2月啟動，因氣溫較低，啟動兩個月內，在不啟用濾液回流情況下，濾池水力負荷從2m3/(m2·d)逐步加大至4.5m3/(m2·d)，濾池COD去除率在70%上下，氨氮去除率在40-50%之間；濕地植物、微生物、基質共生系統及電解高效除磷對污水的深度處理持續穩定。四月中旬，日處理規模達到470立方，總排口除氨氮，以及部分時段的SS，其余指標均達到排放要求。

為提高濾池氨氮去除效率，于四月中旬起開啟濾液回流，并逐步提高回流水量。六月上旬濾池進水水力負荷達到7m3/(m2·d)，即濾池處理水量達到720m3/d，回流比0.5。之后維持同等水平，濾池系統COD、氨氮降解率均有一定提升。該段濾池運行效果見圖2。為保證出水SS達標，于二級濕地出水區設置擋板，對從底部沖刷上來的固體懸浮物有一定攔截作用。人工濕地系統持續穩定，表明植物凈化修復、根際圈微生物降解、基質吸附吸收已趨于成熟。總排口數據見圖3。

圖2 濾池運行效果

圖3 總排口數據

3.2 分析及討論

組合式生物濾池抗水力沖擊能力強，回流水量促使濾池水力負荷和有機負荷增加，但同時營養物質增多為濾料微生物生長提供了足夠的有機能源[4]，且優良的結構性能和通風充氧效果保障了微生物高效代謝；濾液回流一定程度延長污水停留時間，增加了污水與濾料接觸次數，回流液攜帶的溶解氧也有利于硝化反應，氨氮去除率較無回流條件下提高約5-10%。調試期間，濾料表面掛膜情況良好，約20天脫膜一次，復膜速度快，表明濾料介質微觀環境成熟穩定。電解對污水TP的降解效果明顯，通過定期更換電解板可恢復除磷性能，解決了生態工藝除磷效果低效和不穩定的缺陷。

4 投資及運行經濟分析

該污水站土建工程投資約70萬元，設備材料系統約220萬元，噸水投資為4850元。污水站運行保障提升系統及電解系統用電即可，日用電量約90KW，其中一半由光伏能提供。濾材使用壽命長，日常維護及折舊費用低。生態工藝剩余污泥較少，只有調節池和濾池沉淀區定期吸泥清渣，濕地植物按時收割。污泥廢渣轉運到鎮垃圾處理站，只需少量的人工和處置費用。綜合評估，噸水處理費用僅約0.1元，運維經濟性高。

結語

從運行結果觀察，雖無生化工藝高效，但處理小規模生活污水是完全可行。對于管網系統不完善，收水污染濃度低的地區，還可避免過度投資建設。投資及運維的高效能，管理簡便，適用于公共預算緊缺及布局分散的村鎮地區。微動力組合式生物濾池+潛流式人工濕地技術的成功應用，為解決農村生活污水治理提供了一條節能經濟的路線。