鄉鎮污水處理廠人工濕地工藝的設計

趙 松 陸建華 齊書建

（山東省環科院環境工程有限公司 山東濟南 250012）

引言

隨著城鄉經濟的發展與人們生活質量的提升，人們對于污水處理廠的污水處理能力更加關注。若是不符合排放標準的污水流入河流、田地中，將會造成環境污染與土壤污染。對此，湖南省某鎮污水處理廠引進了先進的污水處理設備，提升了對整治污水、降低污水排放量的效果，有效改善了湖南省某鎮周圍的水質，推進了生態化的環境建設。

1 湖南省某鎮污水處理廠概況分析

截止到2013 年底，該鎮已經從原有的一座污水處理廠拓展為5 座污水處理廠，其中的人工濕地處理工藝被該鎮中的4 座污水處理廠使用，處理規模也在原有基礎上有所提升，人工濕地污水處理規模為1000m3/d～2000m3/d 之間。與城市相比，該鎮污水處理廠的污水處理量較小，進出水的數量受到各個因素影響，導致波動值較大，若是在該鎮污水處理廠中嚴重大型處理工藝會增加污水處理成本，并且會增加污水處理廠的工藝管理難度。而在該縣污水處理廠中采用微動力生物膜+垂直潛流人工濕地工藝，因該工藝具有經濟性高、處理水質好，可靠性好、便于管理等特點，受到了該縣污水處理廠的關注，并且應用該工藝處理后排出的水質符合國家相關規定標準。

2 人工濕地工藝原理

該工藝系統以人工濕地為核心，在其中填料床與濕地植物，從而構成自然生態系統，通過人工濕地中的自然生態系統對污水進行處理，提升污水的凈化程度。

3 某鎮污水處理廠的污水水質情況

該鎮污水處理廠的生活污水量為1000m3/d，其中進水水質中的CODCr、BOD5、SS，NH3－N、TP 分別為≤300mg/L，≤150mg/L、≤200mg/L、≤25mg/L、≤3mg/L。

出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級B標準，即CODCr、BOD5、SS，NH3－N、TP 分別為≤60mg/L，≤20mg/L、≤20mg/L、≤8mg/L、≤1mg/L。

4 工藝流程及主要構筑物

該鎮中的污水處理廠在工藝選擇上建議“一高三低”的原則，為了最大限度降低污水處理中的成本投入，提升污水處理效果，采用了“預處理+垂直潛流人工濕地”工藝，具體的工藝流程為：

在沉淀池中剩余的污泥經過污泥干化池過濾回流之后，再次回到格柵池中。

（1）格柵池

格柵池在該工藝中的作用主要是攔截污水中的雜物，格柵池尺寸的設計需要根據污水處理廠的實際污水量而定，在該鎮的污水處理廠中格柵池尺寸設計為長度5 米、寬度1.5 米，高度3 米，以滿足1000m3/d 的污水處理需求。格柵池中包括機械格柵與人工格柵，間隙為10 毫米，為了避免格柵池受到污水雜質的腐蝕，采用了不銹鋼材質。

（2）調節池

調節池污水處理工藝中的發揮著調節水質水量的作用，為后期“預處理+垂直潛流人工濕地”工藝設備的正常運行提供了基礎保障，調節池采用潛水泵，與粗格柵渠合建，可以容納400立方米的水量，其中的設備包括潛污泵、液位控制系統等。

（3）微動力生物膜池

經過調解池處理后的污水在微動力生物膜池中停留的時間大約為6 小時，該微動力生物膜池長度為6 米，寬度為9 米，深度為5 米，最多可以容納水量為250 立方米。

（4）沉淀池

微動力生物膜池出水自流進入沉淀池。設1 座斜板沉淀池，表面負荷為1.20m3/(m2·h)，平面尺寸為6.00m×6.00m，池深為5.00m，半地上式鋼混結構。

（5）人工濕地池

對沉淀池出水進行深度處理，進一步降低有機污染物、氮、磷及懸浮物的含量，使出水達標排放。設置2 座并聯的垂直潛流人工濕地池，每座分2 格。總濕地面積為1200m2，濕地填料厚度為1.30～1.60m，濕地填料孔隙率為0.40%，BOD5表面負荷為108kg/(hm2·d)。

（6）紫外線消毒渠

對人工濕地出水進行消毒處理，設置1 座紫外線消毒渠，分2 條渠道。長度為10 米，寬度為3 米，渠道深為1.35m，半地上式鋼混結構，采用2 組紫外線燈模塊。

（7）污泥干化池

污泥干化池布置在沉淀池附近，為地上式鋼筋砼池，長度為12 米，寬度為4 米，池內裝過濾填料，以加快污泥干化脫水，使脫水效果穩定。

5 投資及運行成本分析

投資費用中的土建費、設備材料費、設計與調試費、運輸及安裝費分別為95.23 萬、72.18 萬、19.80 萬、12.27 萬，合計199.48萬元。運行費用中的電費為0.369 元/m3，人工費為人工費約0.197 元/m3，最終合計為0.566 元/m3，由此可見，與其他的污水處理工藝相比，“預處理+垂直潛流人工濕地”的污水處理工藝更加經濟。

6 處理效果

人工濕地處理污水的效果優于傳統的處理工藝，系統出水水質達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級B 標準。監測進出水水質與排放標準的具體結果為：進水水質中的CODCr為300mg/L、BOD5為150mg/L、SSr 為200mg/L、NH3-N 為25mg/L、TP 為3.0mg/L；出水水質中的CODCr為28～45mg/L、BOD5為9～16g/L、SSr 為5～11mg/L、NH3-N 為4～6mg/L、TP 為0.5～0.8mg/L；而我國提出的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的CODCr為60mg/L、BOD5為20g/L、SSr 為20mg/L、NH3-N 為8mg/L、TP 為1.0mg/L。由此可見，經過人工濕地工藝處理后排出的水質符合國家標準。

（1）采用該工藝處理鄉鎮生活污水，對BOD5的去除率＞89%，對CODCr的去除率＞85%，對SS 的去除率＞95%，對TP 的去除率＞73%，對NH3-N 的去除率＞76%，出水水質優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級B 標準。

（2）工程正式投入使用后，運行良好，操作簡便，出水水質穩定，剩余污泥量少，處理費用為0.566 元/m3。符合鄉鎮生活污水處理廠經濟基礎與管理、技術特點。

結語

在我國水資源危機與國家提出的節能環保理念下，在鄉鎮污水處理廠中實施人工濕地工藝，優化污水處理工藝設計，有助于提升污水處理質量，減少不合格污水的排出，降低了鄉鎮污水處理廠的成本投入，有助于增加企業效益，緩解環境污染與水資源緊缺危機，提升鄉鎮人民的生活質量，具有非常重要的意義。