功能型精準濕地農村生活污水處理技術在敦煌市的示范應用

賀生兵，余彩芬*，禹 宙，白 潔，崔 也

（1.甘肅省敦煌市農業技術推廣中心，甘肅敦煌736200；2.北京森淼天成環?？萍加邢薰?，北京100081）

1 技術來源

在甘肅省農業農村廳、甘肅省耕地質量管理總站和敦煌市人民政府的資金扶持下，由敦煌市農業技術推廣中心具體實施引進功能型精準濕地農村生活污水處理技術，2017年在敦煌市陽關鎮龍勒村建設了“精準型功能濕地生活污水處理設施”，實現對生活污水進行凈化處理和資源化利用，達到降低土壤污染、保護生態環境的目的。北京森淼天成環保科技有限公司負責具體技術落實和設施建設。該技術2009年由丹麥發展中國家工業基金、丹麥循環利用中心引入中國。

2 應用效果

該技術示范設計年服務人口1 600人以上，設計日處理污水能力為50 m3，污水來源為龍勒村村民生活污水，主要包括廚房水、洗浴水及洗滌水等，設計出水水質達到GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A類標準。年均運行費用1 000元左右，是敦煌市首個功能型精準濕地生活污水處理示范工程。自2017年建成運行以來，運行性能穩定、易于管理操作、冬季可正常使用、污水處理效果良好。示范工程所在的龍勒村位于敦煌西湖國家級自然保護區上游，每年春季會從上游水庫引水，并以地表徑流的形式經過龍勒村后進入保護區濕地，生活污水的無序排放會對村域耕地及下游濕地造成污染，工程的建設有效避免了污染的風險。處理后的污水出水水樣經過第三方檢測機構檢測，主要檢測項目數值均低于GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A類標準限量規定。其中，懸浮物含量比處理前下降了7.4倍，氨氮比處理前下降了49.2倍，化學需氧量比處理前下降了17.3倍，總磷比處理前下降了3.0倍（見表1）。

3 技術簡介與系統組成

3.1 技術簡介

按照降低耕地污染風險的村鎮污水資源化利用要求，該技術是在傳統人工濕地技術基礎上發展而成的生態污水處理技術，通過污染去除功能填料、微生物以及功能植物篩選與應用，實現高效去除污染物、凈化污水的功能。既能凈化污水，又能產生生物質能源，同時濕地不但起到了防風固沙的作用，還美化了環境。特別是建成的人工濕地位于庫木塔格沙漠邊緣的陽關鎮龍勒村村外的荒漠戈壁中，夏季在很遠的地方就可以看到茫茫戈壁中一叢郁郁蔥蔥的蘆葦在風中左右搖擺，成為該村一道靚麗的風景線。與傳統污水處理方式相比，表現出運行性能穩定、易于操作管理、運行費用低廉、出水水質穩定等特點，具有零污染、景觀化效果，不僅實現了污水零排放，還將達標的出水作為灌溉用水被周邊梭梭、紅柳利用[1]，防風固沙，保持水土流失，對農村面源污染進行有效控制，降低了污水直排對耕地污染的風險，同時也避免了對下游敦煌西湖國家級自然保護區的潛在污染風險，從而實現了保護生態環境的目的。

表1 污水處理點進水及出水水質檢測結果

3.2 系統組成

該功能型精準濕地污水處理系統由3級隔離池、調節池、泵井、植物床（包括抗滲層、功能型填料、功能植物）、布水系統、出水收集系統、液位調節井以及控制系統等組件構成。通過污水管網收集的污水，經由隔離池去除固體物質后，被定時泵入植物床。污水在植物床停留，并與其中的填料、微生物及植物充分反應后，污染物被去除。凈化過的水經由植物床底部的出水收集系統進入液位調節井[2]，隨后用于周邊植物澆灌。

4 功能型精準濕地污水處理系統的優越性

功能型精準濕地污水處理系統能夠凈化水質，是保護環境的最好選擇；濕地植物吸收水中營養物質生長；微生物能起到降解水中污染物的重要作用。植物還能夠為水體輸送氧氣，增加水體活性；功能型精準濕地污水處理系統的運行費很低，易于推廣；通常只消耗極少量的電能，有利于能量守恒[2]；處理靈活，可根據污水處理場的規模，可大可小、就地利用；建設施工方便，需要的構筑物、處理設備少；人工濕地形成了小型生態循環系統，增加了污水處理示范點周邊植被，也為小型動物提供了棲息地，對生態環境的恢復起到了積極的作用；美化環境，功能型精準濕地本身可作為景觀，美化環境，改善地面景觀；功能型精準濕地污水處理系統可以將渾濁的、臭氣熏天的生活污水凈化成無色無味的能夠用于澆灌綠地的灌溉用水。功能型精準濕地能夠適時調控水位高低，使作物根部填料中的空氣反復進出，并將空氣中的污染物留在濕地中。

5 技術特點

5.1 去污力強

通過有效的結構設計、填充材料配方、植物匹配和水力負荷調控，去污能力強。該系統日處理污水50 m3，年運行天數在300 d以上，每年可處理污水15 000 t，基本滿足了示范村污水處理需要。

5.2 耕地污染防治

該系統每年可減排主要污染物化學需氧量2 685 kg，氨氮170.46 kg，總磷14.4 kg，懸浮物480 kg，避免了污水直排對耕地污染的潛在風險。

5.3 清潔再生水資源的開發與利用，促進了荒漠化土地修復、植被恢復，起到了防風固沙的作用

處理過的再生水每年可以為周邊戈壁灘上的梭梭、紅柳等植物提供灌溉用水13.5 t（考慮蒸發損失），由于水源地提供恢復植被面積4.5 hm2以上。濕地地表長期保持濕潤狀態，加之蘆葦的阻擋，人工濕地起到了良好的防風固沙作用，年固沙厚度在10 cm左右。

5.4 運行成本低廉，運行穩定可靠

當采用水泵提水時，敦煌市的處理費用約為0.07元/t。若利用地形高差，污水以重力流方式進入系統時，則處理費用為0。建成后無需運行維護，使用壽命超過30年。

5.5 抗堵、抗凍

采用防堵塞專利技術，有效解決了傳統濕地污水處理系統容易堵塞的難題。采用防凍工藝設計，冬季運行無障礙，出水水質良好。

5.6 建設規模靈活、可調

可根據現場地形地貌調整設施形狀。根據人口及污水水量調整建設規模，既適用于上萬人的村鎮，也可用于僅幾戶人家的村落。

5.7 產生生物質

秋季收割的蘆葦可作為戈壁農業無土栽培基質原料，年產量30～45 t/hm2，結合輔料可生產無土栽培基質150～225 m3。

5.8 改善區域小氣候

改善了濕地周邊區域小氣候，具有景觀化效果，無蚊蠅、異味滋生，長成的蘆葦叢成了沙漠戈壁中一道綠色屏障。

6 推廣應用前景

功能型精準濕地污水處理技術可被廣泛地用于處理農村、水源地、旅游景點、度假村、農業園區、遠郊學校及別墅區的生活污水，屠宰場、食品加工廠、堆肥廠等有機污水以及傳統污水廠升級改造、水質提升，河湖水體原位修復等領域。該技術的示范應用對西北地區農村、農業示范園、養殖小區、生態園等不具備城市污水集中處理管網區域的污水進行景觀化生態處理工作具有積極的推動作用，對鎮村生活環境治理、西北地區荒漠化治理意義重大。