以水解池-滴濾池-人工濕地工藝處理農(nóng)村生活污水的設(shè)計(jì)分析

文_吳紅慧 廣西博世科環(huán)保科技股份有限公司

1 水解池-滴濾池-人工濕地的除污原理

1.1 水解酸化

在水解池-滴濾池-人工濕地綜合除污設(shè)計(jì)過程中，其中水解池主要借助的是水解酸化的原理對生活污水進(jìn)行處理。它實(shí)際是依據(jù)非溶解性聚合物水解產(chǎn)生的二聚體物質(zhì)對農(nóng)村地區(qū)生活污水中的有機(jī)物進(jìn)行消解，從而達(dá)到最佳除污效果。北京某污水處理容量為4.5萬m3/d的污水處理廠，采用水解酸化的設(shè)計(jì)原理開展除污，除污效果較佳。

影響水解池中水解酸化速率的因素包括酸堿度、溫度、有機(jī)物停留時間及其組成結(jié)構(gòu)等。比如在15℃環(huán)境下若有機(jī)物停留時間為60d，則對生活污水中的纖維素產(chǎn)生1.8%的影響，在25℃時影響程度可達(dá)到16%，故而在實(shí)踐操作中應(yīng)保證水解池中水解酸化反應(yīng)發(fā)揮出真正作用。

1.2 硝化反應(yīng)

在水解池-滴濾池-人工濕地工藝在除污作業(yè)中還存在硝化反應(yīng)。為了確保此項(xiàng)除污技術(shù)能夠在農(nóng)村生活污水治理中突顯出一定的優(yōu)勢，應(yīng)結(jié)合具體影響因素展開深入研究。

通常情況下，下述3個因素可對硝化反應(yīng)的發(fā)生速率、反應(yīng)程度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，故而應(yīng)予以重視：①污泥齡。硝化反應(yīng)中出現(xiàn)的硝化菌要想具有較強(qiáng)的除污效果應(yīng)盡量延長污泥齡，以便有充足的時間去對生活污水中的雜質(zhì)進(jìn)行清除。②溫度。硝化菌最強(qiáng)效用的展現(xiàn)是在溫度達(dá)到30℃時，一般在低于15℃溫度下，硝化反應(yīng)速率有所下降，直到降至6℃時徹底停止硝化反應(yīng)。所以，需控制好除污溫度。③酸堿度。最適合的pH值應(yīng)在7.0～8.5之間，此時能對硝化反應(yīng)產(chǎn)生較大的影響。

因此，在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地處理流程時應(yīng)注重各個因素的合理控制。

1.3 反硝化反應(yīng)

反硝化反應(yīng)主要受溫度與酸堿度因素的影響，且最佳反應(yīng)溫度為37℃左右，適宜的pH值應(yīng)低于7.5，高于7.0。此時硝化菌才能在生活污水處理過程中釋放出最有效的除污能力。

1.4 過濾吸附

在人工濕地中可對生活污水中存在的污染物利用過濾吸附的方式對其進(jìn)行沉淀去除。在濕地中生長的植物可對可絮凝固體起到阻截與清除作用。由于植物會發(fā)生氧化反應(yīng)，且它的分泌物也會對污水中的氮磷等成分進(jìn)行有效吸收，由此達(dá)到強(qiáng)效凈化生活污水的目的。一般在處理人工濕地中的植物時，可在3～5月份或9～11月份對其進(jìn)行收割，以便綜合除污系統(tǒng)發(fā)揮出良好的處理農(nóng)村地區(qū)生活污水的作用。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 明確滴濾池多項(xiàng)參數(shù)

以大浦某農(nóng)村地區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為參考，該地區(qū)所建設(shè)的綜合治理系統(tǒng)中水解池的設(shè)計(jì)尺寸屬于雙層水解結(jié)構(gòu)，且深度為1.0m，并在其中安裝了自吸式水泵。滴濾池規(guī)格為1.0m×1.0m×3.5m，并將填料容量控制在2.5m3，以珍珠巖礦渣為基層，在中間添加粒徑為20mm左右的陶粒。同時還在滴濾池頂部設(shè)置虹吸式配水箱，由此可對生活污水進(jìn)行吸收凈化。至于人工濕地以0.5°的坡度為主，同時將其劃分為4個不同的過濾分區(qū)，可對流入到人工濕地中的生活污水進(jìn)行清除，經(jīng)過粒徑為5cm、30cm、40cm的細(xì)砂、碎石、沸石、煤渣原料的過濾可對污水起到沉淀吸附作用，最終保證排放到池塘中的水源足夠干凈。

2.1.1 水力負(fù)荷

經(jīng)過研究分析，在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地治污系統(tǒng)時應(yīng)對水力負(fù)荷參數(shù)加以優(yōu)化，從而保證生活污水中的有害雜質(zhì)得到有效清除，以此為農(nóng)村地區(qū)水源的合理化利用創(chuàng)造有利條件。水力負(fù)荷對于除污效果的影響尤其是有機(jī)質(zhì)，將隨著水力負(fù)荷的變化而有所變動。比如在3m3/m2·d的水力負(fù)荷下雜質(zhì)去除率可超過80%，而在同等化學(xué)需氧量基礎(chǔ)上，隨著水力負(fù)荷的上升，可在超出5m3/m2·d時，雜質(zhì)去除率呈現(xiàn)遞減趨勢，最終下降到65%。同時，在進(jìn)水量濃度保持不變的條件下，若增加水力負(fù)荷，其有機(jī)負(fù)荷也有所上升，此時微生物可利用營養(yǎng)成分的含量也將以上升趨勢變化。由此可判斷：在去除生活污水中的COD時，微生物增值速度比之前更快，這樣就會導(dǎo)致滴濾池中積攢的生物量變多，從而刺激生物氧化反應(yīng)。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要想保證農(nóng)村生活污水中的COD、N元素達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍，應(yīng)將水力負(fù)荷保持在7m3/m2·d，并且應(yīng)用脈沖法對水流加以控制，這樣可避免出現(xiàn)常規(guī)滴濾池堵塞問題。

2.1.2 時間間隔

水解池-滴濾池-人工濕地治污系統(tǒng)還需在操作面上合理設(shè)置水量，并根據(jù)雜質(zhì)去除率對時間間隔進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以此達(dá)到最優(yōu)化污水處理效果。從本設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中可知曉：在時間間隔較小的狀況下，氮氨去除率偏低，這是源于短間隔會導(dǎo)致進(jìn)入到水解池與滴濾池中的無法實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，由此影響污染物處理質(zhì)量。通常可將時間間隔設(shè)計(jì)在20min，這樣可滿足農(nóng)村地區(qū)的生活污水凈化處理需求。

2.1.3 回流比

回流比參數(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)果也會對農(nóng)村生活污水的處理水平帶來一定影響。一般而言，回流比會對滴濾池中有機(jī)物積攢量及其濃度帶來下調(diào)影響。若在水解池污水排放之前保證生活污水能夠先行經(jīng)過硝化液的處理，可增強(qiáng)氮氨去除能力。當(dāng)回流比有所增加時，氮氨去除率將先變大后減小，直到回流比數(shù)值為0，氮氨去除率僅有12%。從以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知：在回流比為2.0情況下，氮氨去除率可高達(dá)60%。在回流比增大時會在達(dá)到峰值后對反硝化反應(yīng)起到抑制作用。因此，在設(shè)計(jì)回流比時不宜超出2.0。

2.2 優(yōu)化綜合除污性能

2.2.1 人工濕地構(gòu)造

在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地處理系統(tǒng)時還應(yīng)明確人工濕地構(gòu)造特征。人工濕地主要是利用生物去污的方式對農(nóng)村地區(qū)生活污水中的氮磷等有害元素進(jìn)行吸附，確保排放到水源中的水體不會造成污染問題。

首先，在設(shè)計(jì)人工濕地時應(yīng)選擇適合的植物，包括浮水植物、沉水植物等。因其具備光合作用，可利用同化方式對污水中的營養(yǎng)成分加以汲取，這樣可防止農(nóng)村河流中出現(xiàn)藻華現(xiàn)象。待植物對硝酸鹽等物質(zhì)進(jìn)行有效吸收后，可人工收割植物，將污水中有害雜質(zhì)進(jìn)行脫離。其次，針對生活污水中含有的重金屬等危害性較強(qiáng)的物質(zhì)，植物的根莖可對其進(jìn)行吸附處理。最后，植物對污水中的微生物有著較大的吸引力，經(jīng)過人工濕地的一系列處理可保證污水雜質(zhì)含量有所下降。

2.2.2 滴濾池深度

滴濾池的深度也會對生活污水帶來不同的除污結(jié)果。所以，設(shè)計(jì)者應(yīng)對滴濾池深度進(jìn)行巧妙設(shè)計(jì)。比如可將其設(shè)置在3.5m左右，并運(yùn)用混合填料進(jìn)行填充，促使經(jīng)過滴濾池的污水氮氨量有所下降，必要時還可在滴濾池底部建造混凝土結(jié)構(gòu)，從而起到較強(qiáng)的水體承載作用，為農(nóng)村地區(qū)的生活污水的高效處理工作奠定基礎(chǔ)。

3 有效把控除污費(fèi)用

在設(shè)計(jì)水解池-滴濾池-人工濕地綜合除污系統(tǒng)時，除了需要考慮去污性能外，還應(yīng)對其經(jīng)濟(jì)性展開深度研究，這樣才能保證農(nóng)村居民能夠獲得物美價廉的污水處理產(chǎn)品。

在應(yīng)用新的污水處理系統(tǒng)后，一方面可對當(dāng)?shù)?0%以上的污水進(jìn)行合理處置，且整個建設(shè)工程造價僅為原有的70%左右；另一方面，在系統(tǒng)保養(yǎng)與檢修過程中，其費(fèi)用也能節(jié)約66.9%左右，從而讓農(nóng)村地區(qū)不會因過高的投入成本而降低新技術(shù)的利用率。

比如在某農(nóng)村地區(qū)在實(shí)際施工階段，滴濾池、水解池、人工濕地處理每噸生活污水所需投入的成本不超過1000元，且涉及到的結(jié)構(gòu)元件安裝費(fèi)用也在農(nóng)村居民可接受范圍內(nèi)。至于運(yùn)行成本每天的價格也僅有0.09元。因此，從經(jīng)濟(jì)性角度上對其進(jìn)行分析，可得知：它不但污水治理性能較強(qiáng)，而且所花費(fèi)的資金也滿足農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

4 結(jié)語

水解池-滴濾池-人工濕地工藝在實(shí)際設(shè)計(jì)階段需要從滴濾池參數(shù)、綜合除污性能、除污費(fèi)用等方面著手，確保經(jīng)過凈化后的生活污水能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用，進(jìn)而為我國水資源匱乏問題及水源污染事件的有效處理提供重要參考依據(jù)。同時，還可促使農(nóng)村居民也擁有高品質(zhì)水源，進(jìn)而打造良好的生活環(huán)境。