農村分散式濕地處理的難點及技術關鍵

何其活

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 工程概況

現階段的粵東地區農村受地緣經濟、文化發展等的影響，與以往傳統農村相比，人們的生活及生產方式發生明顯的改變。農村生活污水對環境影響日漸增大。

本工程為潮州市韓江新城污水處理（中期）工程，本工程新建官塘鎮污水處理廠服務范圍為官塘鎮北溪以南高鐵以北區域，高鐵以南區域村落采用生態濕地分散處理。

1.1 工程簡介

潮州市湘橋區官塘鎮共有17 個自然村，其中6 個自然村（城甲村、奕湖村、奕庵村、奕東村、堯里村、蘇三村）由于距離現狀市政路較遠，村路較窄，近期采用敷設污水管道的方式成本太高；其次，根據現場情況，上述6 個自然村污染主要來源于村民生活污水及農用廢水，而常住人口不多，污染較輕。建議近期采用合流制，利用現狀池塘或空地設置生態濕地分散處理，改善村居環境；遠期采用分流制，敷設污水管道徹底雨污分流，收集污水進入污水處理廠處理。

1.2 設計進、出水水質

根據現場實測數據預測生態濕地建成后進水水質；根據《廣東省農村生活污水治理技術指引》[1]3.5“出水排放要求”：（1）處理規模小于500m3/d 的農村生活污水處理設施，出水排入水體的，水污染物排放執行我省《農村生活污水處理排放標準（DB 44/2208—2019）》[2]。根據水生態環境管理的需要，位于水環境功能重要、水環境容量較小或者未達到水環境質量目標的地區的農村生活污水處理設施，執行表3-1 中水污染物特別排放限值。農村生活污水處理設施出水排入環境功能明確的水體，執行表3-1中的一級標準；處理規模20m3/d 及以上的設施出水排入環境功能未明確的水體，執行表3-1 中的二級標準；處理規模小于20m3/d 的設施出水排入環境功能未明確的水體，執行表3-1 中的三級標準。

確定生態濕地進出水水質標準如表1 所示。

表1 設計進水水質

1.3 處理工藝

因地制宜采用以下三種處理工藝：

（1）控源截污+一體化生態濕地+自然降解工藝

（2）末端截污+一體化生態濕地+自然降解工藝

（3）三級化糞池預處理+水生態自然處理工藝

含截污管道工程、一體化生態濕地工程（含進、出水管道）、三級化糞池預處理工程、水面清理及降水、水質及底泥監測、人工湖生態系統工程、曝氣復氧工程、維護保養等。

2 處理難點

（1）粵東地區農村基本上是合流制排水體制，一般采用明、暗溝組合的形式排水，排水分散，難以通過雨污分流改造將污水收集到市政污水系統中。

（2）粵東地區農村在村屋排水設施改造中，雖建有化糞池，但缺少與之配套的市政管道，化糞池沉淀處理后的污水直排周邊池塘或溝渠，嚴重影響水環境質量。

（3）農村溝渠一般為污水、雨水和灌溉的通道，分散處理設施的進水水量及水質波動較大，處理后排放標準較高。

3 農村分散式濕地處理的技術關鍵

3.1 處理機理

農村生活污水有機物含量高，N、P 較高，部分地區SS 也較高，是傳統的市政污水，處理機理可參考傳統的活性污泥法及沉淀法。參考《“生物墻”對廢水處理技術的研究》[3]《濟南市興隆區園林綠地與道路系統雨水資源化研究》[4]分散式濕地處理的機理大致如下：

活性污泥法：濕地采用特殊的植物，根系對氧濃度的影響依次出現好氧、缺氧及厭氧情況，通過硝化、反硝化作用可去除進水的多余的N 和P。通過跟換濕地系統，可將吸附的污染物去除。物理沉淀法：濕地采用特殊的填料和植物，形成級配不一的過濾層。生活污水通過過濾層能將大部分SS 截留在填料和植物根系中，通過跟換濕地系統，可將吸附的污染物去除。

生物膜法：在上述兩種主要去除機理下，濕地系統還能通過建立的生物膜系統吸附生活污水中的部分有機物。但此系統建成耗時較長，去除率不穩定，作為輔助去除手段。

3.2 選址原則

生態濕地設施選址遵循原則如下：

（1）選址應選擇地勢稍低處，便于生活污水通過自流生態濕地，同時還要滿足處理達標水能自流排出。

（2）選擇在非耕地地帶建設本設施，盡量不占用耕地和農田。

（3）盡量利用當地現有地形，減少工程投資。

（4）項目建成后，便于管理，減少運行費用。

3.3 生態濕地類型及填料、植物的選擇

3.3.1 生態濕地類型推薦

生態濕地按污水流動的方向可分為三類：地表流生態濕地（SFW）、潛流型生態濕地（SSFW）。潛流型生態濕地又包括水平流生態濕地和垂直流生態濕地。

以上各種濕地的利弊在這不一一敘述，但對于目前農村用地緊湊，大部分用地屬于宅基地的現狀情況，推薦采用垂直流潛流型生態濕地。

垂直潛流型人工濕地優點如下：①污染物處理效果穩定，每平方米處理效率高，硝化能力較高；②去除污染物能力強；③占用土地資源少；④在運行過程中形成保溫隔熱的空氣層，能有效應對部分四季溫差較大、對濕地微生物影響大的情況。

垂直潛流型人工濕地缺點如下：①建設與投資費用高于表面流型人工濕地與水平潛流型人工濕地；②養護管理成本高；③受溫度影響大，最適合在四季溫差不大的地區；④有機物的去除效率中等水平。

3.3.2 填料推薦

根據《天然氣凈化廠污水植物深度處理技術研究》[5]，常用到的基質有土壤、礫石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根據設計進、出水水質選擇不同的基質。針對實測進水濃度，填料采用中砂、粗砂、砂礫、礫石等，綜合孔隙率為0.45。

3.3.3 植物推薦

根據《淺談自然循環方式水處理系統和人工濕地的應用》[6]，植物是生態濕地的重要組成部分。針對實測進水濃度和當地的植被情況，推薦配置選用處理能力強的香蒲、蘆葦、紙莎草、再力花、水生鳶尾等濕生植物和苦草、伊樂藻等沉水植物。

3.4 濕地系統的構建

（1）截污管道工程：控源截污是水生態治理的基本措施。本工程有實施條件的村落，采用截污管收集污水，進入一體化生態濕地處理達標后排入現狀池塘進行自然降解。

（2）一體化生態濕地工程：采用一體化垂直潛流式人工濕地，設計BOD5負荷80～120[kg/（hm·2d）]；水力負荷0.4～0.8（m3/m2·d）；水力停留時間采用2d。

（3）三級化糞池預處理工藝：對于水體周邊沒有截污管道實施條件的村落，采用對集中污水排口進入水體前設置三級化糞池的設計思路。三級化糞池設置停留時間36h。

（4）水面垃圾清理及降水：水生態修復段常年累積生活垃圾雜物等嚴重阻礙水生植物的種植和各修復系統的安裝布設，擬對修復段進行降水作業，并對水面及底泥垃圾、石塊、雜物等進行清理，清理完畢后進行臨時土壩建設，以方便后續植物種植及生態調。

（5）水質及底泥監測：污染物監測包括水質污染物監測、底泥污染物監測，每個水體設置監測點3 個。水質測指標共8 個，包括pH、DO、濁度、溫度、COD、BOD、TP、氨氮。底泥監測指標共5個，包括ph、COD、TP、氨氮。工程實施期間監測頻率為每月2 次，維護保養期間監測頻率為每月1 次。

（6）人工湖水生態工程：以構建水生態系統，維持水生態平衡為目的。水生動植物工程以沉水植物（包含先鋒植物）、浮葉植物、水生動物為主，種植總面積約為8570m2，沉水植物種植密度為20 株/m2，沉水植物種植區域應先降水至20～30cm，并進行場地平整及垃圾清理。適合人工直接扦插為宜，部分不能直接扦插，適用拋種的進行拋種種植；水生動物放養應根據水質條件適當投放，前期以投放蝦貝類為主，后期以濾食性及雜食性魚類按照投放計劃表嚴格控制投放量，同時杜絕外來生物放養。

（7）曝氣復氧工程：布置太陽能曝氣治理設備，增加水體溶解氧濃度同時豐富水體景觀效果，提高水體流動性。

4 結語

通過采取以上技術與措施進行處理，農村分散生活污染得到有效處理，這些處理的關鍵技術，具有重要參考價值。