摘要: 通過對(dui)江蘇農村(cun)污水(shui)處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)的調(diao)研和分析評價, 結合國內外村(cun)鎮(zhen)污水(shui)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術的新(xin)的發展趨勢, 提出(chu)生活污水(shui)凈化沼氣池加人(ren)工濕地(di)的組合工藝(yi), 對(dui)其進行(xing)了論證(zheng), 可(ke)考慮作(zuo)為(wei)農村(cun)污水(shui)處(chu)(chu)理(li)的主要途(tu)徑。

關鍵詞: 農村(cun)生(sheng)活(huo)(huo)污水(shui), 生(sheng)活(huo)(huo)污水(shui)凈化(hua)沼氣池(chi), 人工濕地

我國廣(guang)大(da)農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區的(de)生活污(wu)水(shui)(shui)(shui)一(yi)直(zhi)缺乏(fa)有(you)效的(de)處(chu)理(li)(li)(li)措施, 長期以來生活污(wu)水(shui)(shui)(shui)被(bei)直(zhi)排到田(tian)間河塘(tang), 直(zhi)接導致(zhi)了(le)農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區及(ji)(ji)其(qi)周邊(bian)水(shui)(shui)(shui)環境(jing)的(de)惡化(hua)。農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)生活污(wu)水(shui)(shui)(shui)除水(shui)(shui)(shui)量(liang)少(shao)外還分布不(bu)均, 這給農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區的(de)生活污(wu)水(shui)(shui)(shui)收集和(he)處(chu)理(li)(li)(li)帶(dai)來了(le)很(hen)大(da)的(de)難度。傳統(tong)的(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)(li)工藝(如(ru)活性污(wu)泥法(fa))存在(zai)投資高(gao)、能耗高(gao)、運行管理(li)(li)(li)要求(qiu)高(gao)以及(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)效果受進(jin)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質及(ji)(ji)水(shui)(shui)(shui)量(liang)影響(xiang)的(de)缺陷(xian), 不(bu)適宜在(zai)農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區推(tui)(tui)廣(guang)。筆者在(zai)對南京(jing)(jing)及(ji)(ji)南京(jing)(jing)周邊(bian)城市的(de)農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區進(jin)行實地調研的(de)基(ji)礎上, 結合村(cun)(cun)(cun)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)治理(li)(li)(li)新趨勢, 進(jin)行了(le)適合南京(jing)(jing)及(ji)(ji)周邊(bian)農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)地區的(de)核(he)心(xin)污(wu)水(shui)(shui)(shui)治理(li)(li)(li)技(ji)(ji)術及(ji)(ji)技(ji)(ji)術組合的(de)研究, 對促進(jin)水(shui)(shui)(shui)源保護(hu)與農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)經濟社會(hui)的(de)可持續發展、推(tui)(tui)動社會(hui)主(zhu)義(yi)新農(nong)(nong)村(cun)(cun)(cun)建設(she)具有(you)現(xian)實意(yi)義(yi)。

1 農村生活污水處理模式的探討

農村生(sheng)(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)不(bu)能套(tao)用城市大(da)面積(ji)鋪設市政管(guan)網、集中(zhong)至污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)模式(shi), 應當根(gen)據鄉村的(de)(de)實際發展情(qing)況, 因地(di)制宜、合理(li)(li)規劃排水(shui)系統(tong), 應該(gai)重點考慮(lv)以人(ren)工濕地(di)/土地(di)滲濾技術為主的(de)(de)自然(ran)生(sheng)(sheng)(sheng)態的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)技術和(he)投資費用比較低(di)的(de)(de)厭氧生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)技術, 充(chong)分(fen)利用農村周(zhou)邊(bian)的(de)(de)河流、池(chi)塘(tang)、農田和(he)荒地(di), 選擇(ze)合適(shi)的(de)(de)位置建設人(ren)工濕地(di), 構建水(shui)循環系統(tong)和(he)水(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)植物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)態凈化系統(tong), 并(bing)將這些設施(shi)外觀美化, 與周(zhou)圍環境景(jing)觀協調(diao)一致。根(gen)據人(ren)工濕地(di)要求低(di)濃度污(wu)(wu)水(shui)的(de)(de)特(te)點, 可在人(ren)工濕地(di)前置生(sheng)(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)凈化沼氣池(chi), 組成組合處(chu)(chu)理(li)(li)工藝(yi)。村鎮的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)活污(wu)(wu)水(shui)先經(jing)過(guo)凈化沼氣池(chi)的(de)(de)初(chu)步處(chu)(chu)理(li)(li), 再進入(ru)人(ren)工濕地(di)進行(xing)深(shen)度處(chu)(chu)理(li)(li)。

2 組合工藝的組成

生活(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)凈化沼氣池- 人工濕地(di)組合工藝主要包括預處(chu)理單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、輸配(pei)(pei)水(shui)(shui)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、人工濕地(di)深度處(chu)理單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)及監測單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)4部分[1]。污(wu)(wu)水(shui)(shui)經(jing)預處(chu)理單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)處(chu)理后, 經(jing)輸配(pei)(pei)水(shui)(shui)單(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)進(jin)(jin)入人工濕地(di)進(jin)(jin)行深度處(chu)理, 在人工濕地(di)內, 污(wu)(wu)水(shui)(shui)中的污(wu)(wu)染成分通過(guo)(guo)土壤- 植物(wu)- 微(wei)生物(wu)生態系統的過(guo)(guo)濾、吸(xi)附(fu)、微(wei)生物(wu)降解(jie)和植物(wu)吸(xi)收(shou)等作用被去除。經(jing)過(guo)(guo)處(chu)理的污(wu)(wu)水(shui)(shui)可根據具(ju)體情(qing)況(kuang), 直接由管井收(shou)集后排入河道(dao)或回用。整個工藝流程(cheng)見圖1。

2. 1 預處理工藝流程

預處(chu)(chu)理(li)單元(yuan)(yuan)是(shi)組合工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)重要(yao)組成部(bu)分(fen)(fen), 其(qi)基(ji)本功能是(shi)去除污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)砂、油(you)脂和(he)懸浮物(wu), 以(yi)(yi)防土壤滲濾單元(yuan)(yuan)被堵(du)塞, 另(ling)外(wai)還可(ke)以(yi)(yi)與人(ren)工(gong)濕(shi)地(di)互(hu)補不足, 共同完(wan)成污(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)降解(jie), 提高(gao)系統總處(chu)(chu)理(li)效率(lv)。該(gai)試驗選用生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)凈(jing)化(hua)池(chi)沼(zhao)氣(qi)池(chi)為預處(chu)(chu)理(li)單元(yuan)(yuan), 生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)通過兩級(ji)前置(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理(li)區(qu)實(shi)現厭氧(yang)分(fen)(fen)解(jie)、泥水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)離, 污(wu)(wu)泥沉(chen)積于池(chi)底進行腐化(hua)分(fen)(fen)解(jie); 后處(chu)(chu)理(li)區(qu)為生(sheng)(sheng)物(wu)濾池(chi), 污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)通過濾膜上好氧(yang)、兼性微生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)代(dai)謝(xie)和(he)合成代(dai)謝(xie)進一步降解(jie)污(wu)(wu)染物(wu)質。污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)經過凈(jing)化(hua)沼(zhao)氣(qi)池(chi)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li), 大大降低了后續人(ren)工(gong)濕(shi)地(di)的(de)(de)(de)(de)負荷。據檢(jian)測(ce), 沼(zhao)氣(qi)池(chi)對(dui)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中COD的(de)(de)(de)(de)去除率(lv)可(ke)達(da)70%以(yi)(yi)上, BOD去除率(lv)達(da)80% 以(yi)(yi)上, 寄生(sheng)(sheng)蟲卵和(he)蛔蟲卵的(de)(de)(de)(de)去除率(lv)達(da)到95%以(yi)(yi)上。生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)凈(jing)化(hua)沼(zhao)氣(qi)池(chi)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝流程為: 生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)—>前置(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理(li)區(qu)—>前置(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理(li)區(qu)—>后處(chu)(chu)理(li)區(qu)—>排出。其(qi)布置(zhi)(zhi)見圖2。

2. 2 人工濕地深度處理單元

人(ren)工濕地深度(du)處理(li)單元構造由(you)進水(shui)區(qu)、處理(li)區(qu)、出水(shui)區(qu)三(san)部分組成, 并(bing)且底部做好防滲層(ceng) (圖3)。

處理區(qu)為(wei)人(ren)工濕地工作區(qu), 共分上下(xia)2層(ceng), 上層(ceng)基質(zhi)(zhi)采用用土壤或煤(mei)渣, 基質(zhi)(zhi)厚(hou)50~ 60 cm; 下(xia)層(ceng)基質(zhi)(zhi)采用卵石, 顆粒(li)(li)粒(li)(li)徑(jing)由下(xia)而上遞減, 基質(zhi)(zhi)厚(hou)度取50~ 60 cm。底層(ceng)厚(hou)20 cm, 粒(li)(li)徑(jing) 40~ 60mm, 為(wei)粗碎石層(ceng); 中層(ceng)厚(hou)20 cm, 粒(li)(li)徑(jing)20~ 40mm, 為(wei)中碎石層(ceng); 上層(ceng)厚(hou)15 cm, 粒(li)(li)徑(jing)10~ 30mm, 為(wei)細(xi)碎石層(ceng)。

人(ren)工濕(shi)地的防滲很(hen)重(zhong)要, 應保(bao)證(zheng)污水處理(li)過(guo)程中(zhong)不向外滲漏, 防止污水對地下水的污染影響周圍環境衛生。該試驗工程采取先夯實(shi)濕(shi)地底層(ceng)的土壤, 在(zai)(zai)夯實(shi)土壤層(ceng)上鋪(pu)高密度聚(ju)乙(yi)烯樹(shu)脂塑料薄(bo)膜(mo), 再在(zai)(zai)薄(bo)膜(mo)上鋪(pu)設1層(ceng)土工布以(yi)防止卵石刺破(po)薄(bo)膜(mo)。

2. 3 輸配水單元和監測單元

輸配水(shui)單元是將污水(shui)按(an)工藝要求投配到污水(shui)處理(li)單元, 通常通過地形的(de)合理(li)利用(yong), 輸水(shui)方(fang)式基本上采(cai)用(yong)重力流, 在條件不允許的(de)時候可采(cai)用(yong)壓力配水(shui)。監(jian)測單元是為保證地下土壤(rang)滲濾工藝持續、高效、安(an)全、可調(diao)控而設計的(de)。

表1 列出(chu)了系統運行6 個多月的污染物(wu)(wu)平均濃度和去除率。由表1可以看出(chu), 系統對COD、總磷(lin)、總氮、氨氮等污染物(wu)(wu)質均有良好的去除效(xiao)果, 處(chu)理(li)出(chu)水(shui)達到國家環境保護總局頒發的《城鎮污水(shui)處(chu)理(li)廠污染物(wu)(wu)排放(fang)標準》( GB18918- 2002)一級(ji)B標準。

3 系統運行過程中存在問題和解決措施

3. 1 濕地堵塞問題

隨著人(ren)工濕地運行時間(jian)的延長, 污水中的SS、化學反應(ying)沉淀物(wu)、微生物(wu)代謝產物(wu)等在土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中積累而造(zao)成土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)滲透速(su)率將逐漸下降, 發生土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)堵(du)塞, 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)/填料堵(du)塞問題。濕地堵(du)塞有3種解決措施(shi)。

3. 1. 1 間歇(xie)投(tou)配(pei)。長時(shi)間持續淹(yan)水(shui)的系統中(zhong), 土(tu)(tu)壤一直處(chu)(chu)于還原狀(zhuang)態, 從而造(zao)成胞(bao)外聚合物的積累, 而逐漸導致堵塞(sai)。而采用間歇(xie)投(tou)配(pei)污水(shui)( 落干和淹(yan)水(shui)交替運行), 則系統能保證土(tu)(tu)壤處(chu)(chu)于一定的好氧(yang)狀(zhuang)態, 避免胞(bao)外聚合物的過度積累, 防止(zhi)造(zao)成土(tu)(tu)壤堵塞(sai)[ 2]。

3. 1. 2 曝(pu)氣(qi)充氧。長時間(jian)的(de)(de)厭氧狀(zhuang)態是引發土壤(rang)(rang)中胞(bao)外聚合(he)(he)物(wu)積累的(de)(de)重要因(yin)素, 因(yin)此污(wu)水(shui)在進(jin)入土壤(rang)(rang)滲濾之前先進(jin)行充分的(de)(de)曝(pu)氣(qi)充氧可在一定程度上預防土壤(rang)(rang)堵塞, 在布水(shui)管(guan)周圍供(gong)空氣(qi)可有效提高污(wu)水(shui)中的(de)(de)DO (溶解(jie)氧)值(zhi), 維持土壤(rang)(rang)中的(de)(de)好氧狀(zhuang)態和微生物(wu)的(de)(de)分解(jie)作用, 繼而防止土壤(rang)(rang)中胞(bao)外聚合(he)(he)物(wu)的(de)(de)蓄積。

3. 1. 3 增加生物(wu)量(liang)(liang)。Rolston 等發現(xian)用雀(que)麥草(cao)(cao)、本土植被(bei)及草(cao)(cao)莓三葉(xie)草(cao)(cao)為土壤遮蓋作物(wu)不僅能(neng)降低(di)38%的(de)地表(biao)(biao)土壤強度, 且將滲濾效(xiao)率和累積攝入(ru)水量(liang)(liang)分別提(ti)高37% ~ 41%及20% ~ 101%, 在一(yi)定程度上緩解了(le)(le)土壤堵塞[ 3] 。除了(le)(le)加大植被(bei)外, 還(huan)可以考慮向土壤里引進蚯蚓(yin)(yin)。研究(jiu)表(biao)(biao)明, 蚯蚓(yin)(yin)不僅能(neng)疏松土壤, 還(huan)可以通(tong)過吸食(shi)有機物(wu)顆粒達到改善處理(li)效(xiao)果(guo)的(de)目的(de)。

3. 2 冬季濕地處理效果下降

人(ren)工濕(shi)地(di)對污染物(wu)的(de)去(qu)(qu)除(chu)效果易受環(huan)境(jing), 特別是溫度(du)的(de)影響, 申歡等發現冬季(ji)人(ren)工濕(shi)地(di)對TP 和(he)TN 的(de)平均去(qu)(qu)除(chu)率(lv)比(bi)夏(xia)季(ji)分別降低了34% 和(he)27% [ 4]。溫度(du)過低會造成填料層凍結、床(chuang)體(ti)缺氧等, 從(cong)而降低人(ren)工濕(shi)地(di)對污染物(wu)的(de)去(qu)(qu)除(chu)效果。冬季(ji)濕(shi)地(di)處(chu)理效果下降解決措(cuo)施(shi)有植物(wu)覆蓋(gai)和(he)地(di)膜(mo)覆蓋(gai)2 種, 生活(huo)中(zhong)根(gen)據具(ju)體(ti)情況(kuang)選擇(ze), 盡量采用濕(shi)地(di)植物(wu)覆蓋(gai)覆蓋(gai)方式。

3. 2. 1 植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)(gai)。植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)(gai)是將植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)地(di)上部分割去就(jiu)地(di)覆(fu)蓋(gai)(gai), 操作較(jiao)為簡(jian)單(dan), 但(dan)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)腐爛會(hui)(hui)釋放出一定量的(de)污(wu)染物(wu)(wu), 有可(ke)(ke)能(neng)造成二次污(wu)染, 因此(ci)必(bi)須在第2年開春前將覆(fu)蓋(gai)(gai)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)清除; 此(ci)外(wai)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)枯(ku)葉會(hui)(hui)隨(sui)風飄揚, 可(ke)(ke)能(neng)會(hui)(hui)影響周圍的(de)衛生環境。

3. 2. 2 地膜覆(fu)(fu)蓋。地膜覆(fu)(fu)蓋法在農業中(zhong)應用(yong)較多, 技術(shu)成熟, 但與(yu)其他兩種方法相(xiang)比, 其覆(fu)(fu)蓋膜易破、鋪設操作較為復雜、投(tou)資較高, 且來年開春必須(xu)要回收并妥善保(bao)管, 否則(ze)會(hui)造成白色污(wu)染, 因(yin)此難(nan)以在野外(wai)大面(mian)積(ji)應用(yong)。

4 結語

在(zai)推(tui)進新農村建設的過程(cheng)中(zhong), 生活(huo)污(wu)水處(chu)理(li)設施的規劃(hua)和建設應根據地方財政的實際情(qing)況量(liang)力而行, 確(que)保當地居民能夠負(fu)擔得(de)起(qi)污(wu)水處(chu)理(li)的運行費用。生活(huo)污(wu)水沼氣凈(jing)化池 - 人工(gong)濕地組(zu)合的水處(chu)理(li)工(gong)藝(yi), 具備凈(jing)化效果良好、設備簡單(dan)、投資(zi)低、操作(zuo)管(guan)理(li)方便和能耗低的優點, 適(shi)應性和可行性高, 是一種比較適(shi)合在(zai)農村地區推(tui)廣(guang)的污(wu)水處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)。

參考文獻

[ 1] 王寶貞, 王琳. 水污染治理新(xin)(xin)技術-新(xin)(xin)工藝、新(xin)(xin)概念、新(xin)(xin)理論[M] . 北京: 科學(xue)出版社, 2004.

[ 2] LANCE J C, RICE R C, GILBERT R G. Renovat ion ofwastewater by soil co lumns flooded w ith prmi ary effluent [ J]. W ater Env ironmen tal Federation, 1980(2) : 381- 388.

[ 3] ROLSTON D E, PR ICHARD T, LOU I D T, et a.l Soil surface strength and in filtrat ionrate as affected by w inter cover crops[ J]. Soil Technology, 1992 ( 5): 189- 197.

[ 4] 申歡(huan), 胡(hu)洪營, 潘(pan)永(yong)寶(bao). 潛流(liu)式人工濕地冬季運行的強化措(cuo)施(shi)研究[ J]. 中(zhong)國給水排水, 2007, 23(5) : 44- 46.

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