以水解池-滴濾池-人工濕地工藝處理農村生活污水的設計分析

文_吳紅慧 廣西博世科環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計過程中，其中水解池主要借助的是水解酸化的原理對生活污水進行處理。它實際是依據非溶解性聚合物水解產生的二聚體物質對農村地區生活污水中的有機物進行消解，從而達到最佳除污效果。北京某污水處理容量為4.5萬m3/d的污水處理廠，采用水解酸化的設計原理開展除污，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、有機物停留時間及其組成結構等。比如在15℃環境下若有機物停留時間為60d，則對生活污水中的纖維素產生1.8%的影響，在25℃時影響程度可達到16%，故而在實踐操作中應保證水解池中水解酸化反應發揮出真正作用。

1.2 硝化反應

在水解池-滴濾池-人工濕地工藝在除污作業中還存在硝化反應。為了確保此項除污技術能夠在農村生活污水治理中突顯出一定的優勢，應結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的發生速率、反應程度產生深遠影響，故而應予以重視：①污泥齡。硝化反應中出現的硝化菌要想具有較強的除污效果應盡量延長污泥齡，以便有充足的時間去對生活污水中的雜質進行清除。②溫度。硝化菌最強效用的展現是在溫度達到30℃時，一般在低于15℃溫度下，硝化反應速率有所下降，直到降至6℃時徹底停止硝化反應。所以，需控制好除污溫度。③酸堿度。最適合的pH值應在7.0～8.5之間，此時能對硝化反應產生較大的影響。

因此，在設計水解池-滴濾池-人工濕地處理流程時應注重各個因素的合理控制。

1.3 反硝化反應

反硝化反應主要受溫度與酸堿度因素的影響，且最佳反應溫度為37℃左右，適宜的pH值應低于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。由于植物會發生氧化反應，且它的分泌物也會對污水中的氮磷等成分進行有效吸收，由此達到強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月份對其進行收割，以便綜合除污系統發揮出良好的處理農村地區生活污水的作用。

2 設計要點

2.1 明確滴濾池多項參數

以大浦某農村地區的設計經驗為參考，該地區所建設的綜合治理系統中水解池的設計尺寸屬于雙層水解結構，且深度為1.0m，并在其中安裝了自吸式水泵。滴濾池規格為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置虹吸式配水箱，由此可對生活污水進行吸收凈化。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，可對流入到人工濕地中的生活污水進行清除，經過粒徑為5cm、30cm、40cm的細砂、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 水力負荷

經過研究分析，在設計水解池-滴濾池-人工濕地治污系統時應對水力負荷參數加以優化，從而保證生活污水中的有害雜質得到有效清除，以此為農村地區水源的合理化利用創造有利條件。水力負荷對于除污效果的影響尤其是有機質，將隨著水力負荷的變化而有所變動。比如在3m3/m2·d的水力負荷下雜質去除率可超過80%，而在同等化學需氧量基礎上，隨著水力負荷的上升，可在超出5m3/m2·d時，雜質去除率呈現遞減趨勢，最終下降到65%。同時，在進水量濃度保持不變的條件下，若增加水力負荷，其有機負荷也有所上升，此時微生物可利用營養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，這樣就會導致滴濾池中積攢的生物量變多，從而刺激生物氧化反應。所以，在實際設計環節，要想保證農村生活污水中的COD、N元素達到標準范圍，應將水力負荷保持在7m3/m2·d，并且應用脈沖法對水流加以控制，這樣可避免出現常規滴濾池堵塞問題。

2.1.2 時間間隔

水解池-滴濾池-人工濕地治污系統還需在操作面上合理設置水量，并根據雜質去除率對時間間隔進行精準設計，以此達到最優化污水處理效果。從本設計經驗中可知曉：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致進入到水解池與滴濾池中的無法實現完全反應，由此影響污染物處理質量。通常可將時間間隔設計在20min，這樣可滿足農村地區的生活污水凈化處理需求。

2.1.3 回流比

回流比參數的設計結果也會對農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物積攢量及其濃度帶來下調影響。若在水解池污水排放之前保證生活污水能夠先行經過硝化液的處理，可增強氮氨去除能力。當回流比有所增加時，氮氨去除率將先變大后減小，直到回流比數值為0，氮氨去除率僅有12%。從以往實驗數據中可知：在回流比為2.0情況下，氮氨去除率可高達60%。在回流比增大時會在達到峰值后對反硝化反應起到抑制作用。因此，在設計回流比時不宜超出2.0。

2.2 優化綜合除污性能

2.2.1 人工濕地構造

在設計水解池-滴濾池-人工濕地處理系統時還應明確人工濕地構造特征。人工濕地主要是利用生物去污的方式對農村地區生活污水中的氮磷等有害元素進行吸附，確保排放到水源中的水體不會造成污染問題。

首先，在設計人工濕地時應選擇適合的植物，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成分加以汲取，這樣可防止農村河流中出現藻華現象。待植物對硝酸鹽等物質進行有效吸收后，可人工收割植物，將污水中有害雜質進行脫離。其次，針對生活污水中含有的重金屬等危害性較強的物質，植物的根莖可對其進行吸附處理。最后，植物對污水中的微生物有著較大的吸引力，經過人工濕地的一系列處理可保證污水雜質含量有所下降。

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果。所以，設計者應對滴濾池深度進行巧妙設計。比如可將其設置在3.5m左右，并運用混合填料進行填充，促使經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構，從而起到較強的水體承載作用，為農村地區的生活污水的高效處理工作奠定基礎。

3 有效把控除污費用

在設計水解池-滴濾池-人工濕地綜合除污系統時，除了需要考慮去污性能外，還應對其經濟性展開深度研究，這樣才能保證農村居民能夠獲得物美價廉的污水處理產品。

在應用新的污水處理系統后，一方面可對當地80%以上的污水進行合理處置，且整個建設工程造價僅為原有的70%左右；另一方面，在系統保養與檢修過程中，其費用也能節約66.9%左右，從而讓農村地區不會因過高的投入成本而降低新技術的利用率。

比如在某農村地區在實際施工階段，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，且涉及到的結構元件安裝費用也在農村居民可接受范圍內。至于運行成本每天的價格也僅有0.09元。因此，從經濟性角度上對其進行分析，可得知：它不但污水治理性能較強，而且所花費的資金也滿足農村地區經濟發展需求。

4 結語

水解池-滴濾池-人工濕地工藝在實際設計階段需要從滴濾池參數、綜合除污性能、除污費用等方面著手，確保經過凈化后的生活污水能夠實現循環利用，進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。同時，還可促使農村居民也擁有高品質水源，進而打造良好的生活環境。