農(nóng)村污水處理A2/O+人工濕地工藝
近年來,隨著農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和生活現(xiàn)代化步伐的加快,農(nóng)村水環(huán)境污染問題日益凸顯。我國(guó)農(nóng)村生活污水與城市污水存在很大差異,其來源復(fù)雜,包括農(nóng)村居民的生活污水,還有部分畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和家庭作坊農(nóng)產(chǎn)品加工等所產(chǎn)生的廢水。農(nóng)村污水具有分散性,日變化系數(shù)大,COD、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及病菌含量較高,重金屬和毒害物質(zhì)含量低等特點(diǎn),污水可生化性較強(qiáng)。目前,農(nóng)村污水處理的方式可以分為集中式處理和分散式處理,所用技術(shù)通常采用生物處理法,包括人工濕地、穩(wěn)定塘和一體化成套設(shè)備。它們的運(yùn)行機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)比較如表1。
人工濕地對(duì)污水中有機(jī)物有較好的祛除效果,COD、BOD去除率分別可達(dá)80%、85%~95%,而總氮去除率較低,一般在40%~55%,總磷去除率為80%~85%。穩(wěn)定塘對(duì)高濃度生活污水具有很好的處理效果,對(duì)CODCr、NH3-N、TN和TP均體現(xiàn)了較高的去除水平,去除率可分別達(dá)到55%、70%、80%和75%以上。一體化處理設(shè)備處理后出水能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
文章結(jié)合安徽省某村的污水處理的現(xiàn)狀,提出與其相適應(yīng)的農(nóng)村污水的處理模式,以期為其他地區(qū)農(nóng)村生活污水處理提供參考。
1、案例分析
1.1 工程概況
項(xiàng)目所在村屬于典型的丘陵地區(qū),當(dāng)?shù)爻W∪丝诩s1650人,村內(nèi)給水系統(tǒng)完備,家庭衛(wèi)生和用水設(shè)備比較齊全,但是,沒有完善的排污系統(tǒng),污水隨處亂排,依據(jù)《安徽省農(nóng)村生活污水適用技術(shù)規(guī)范》,預(yù)測(cè)該村產(chǎn)生污水量約165m3/d。該村污水組成主要是洗浴污水、糞便污水、餐廚污水等,無大型餐飲和大規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖污水。本次工程建設(shè)目標(biāo)是設(shè)計(jì)污水收集率為90%,污水處理要求出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)見表2。
1.2 處理重難點(diǎn)
(1)該村生活污水的來源復(fù)雜,包括廚房污水、生活洗滌污水、廁所污水,還有少量的畜含養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和家庭作坊農(nóng)產(chǎn)品加工等所產(chǎn)生的污水。水質(zhì)中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物含量較高。
(2)村莊目前沒有統(tǒng)一的排水系統(tǒng),無排水專項(xiàng)規(guī)劃,且排水體制為雨污合流制,使污水的收集率不高,雨季水質(zhì)波動(dòng)較大。另外,農(nóng)村污水排放與居民生活方式和作息時(shí)間息息相關(guān),表現(xiàn)為從早上到晚上呈上升趨勢(shì),夜間排放量則持續(xù)下降,日變化系數(shù)較大。
(3)村莊地形復(fù)雜,高差起伏較大,村莊內(nèi)道路狹窄,多為巷道,石板階梯,道路寬1~4m左右,甚至部分道路仍未硬化。同時(shí),村莊建設(shè)缺乏前期的規(guī)劃,村莊內(nèi)部建筑密集,用地緊張,導(dǎo)致新建建筑無序發(fā)展,污水管道敷設(shè)較為困難。
(4)村莊大部分住戶廁所依然是旱廁,少量化糞池為透底化糞池,糞便污染嚴(yán)重。
1.3 設(shè)計(jì)方案
(1)污水戶收集。
為最大限度地收集污水,每戶設(shè)置1.5m3三格化糞池一座,其結(jié)構(gòu)形式采用塑料化糞池,全村共設(shè)置化糞池390座。入戶管平均25m/戶,入戶管總長(zhǎng)度為9900m。
(2)戶外管網(wǎng)收集。
本工程范圍有一定的地勢(shì)高差,依據(jù)地形高差該村分為四片,村北村委會(huì)片、村中北片、村中南片、村南片,村北面地勢(shì)為南高北低,村中部分南北兩片,地勢(shì)為東高西低,村南片地勢(shì)為北高南低。鑒以此,污水收集系統(tǒng)采用重力流方式,管網(wǎng)布置如圖1。在村北村委會(huì)最低點(diǎn)處設(shè)置污水終端處理站一座,接納村北村委會(huì)片、村中北片、村中南片、村南片區(qū)域污水。
管道鋪設(shè)設(shè)置在距離化糞池近的位置,沿著屋后線性布置,在雨、污合流制的管道出口處設(shè)置截流井,在地勢(shì)高差較大處需要設(shè)置跌水井。本次工程共設(shè)置跌水井8座,污水提升井3座。污水收集管道采用DN200的HDPE加筋波紋管,管道鋪設(shè)總長(zhǎng)度為3104m,污水提升管道采用PE管,管徑為DE50,總長(zhǎng)為294m。管網(wǎng)鋪設(shè)完成后該村污水收集率達(dá)到90%以上。
(3)污水處理工藝。
該村污水量約為165m3/d,污水收集率為90%,污水收集量為148.5m3/d,污水設(shè)計(jì)處理規(guī)模取150m3/d。
分析該村生活污水進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)BOD5/COD>0.3,說明該污水的可生化性較好,并且污水中氮、磷含量高,為了有效地脫氮除磷,本工程選擇A2/O工藝,鑒于該村空閑土地較少,終端污水處理站設(shè)計(jì)采用的是一體化污水處理設(shè)備。從設(shè)計(jì)水質(zhì)中可以看出,該村進(jìn)水BOD5/TN比值接近3,碳源略顯不足,存在生物脫氮效果不理想的風(fēng)險(xiǎn),因此,本工程增設(shè)人工濕地,對(duì)出水進(jìn)行深度凈化。具體的工藝流程如圖2。
(1)沉砂調(diào)節(jié)池1座。
主要功能:格柵渠、沉砂池與調(diào)節(jié)池合建,格柵渠中設(shè)置粗格柵和細(xì)格柵,下部設(shè)置坡度,沉淀來水中比重較大的懸浮物。調(diào)節(jié)池用于暫存水量,起均勻水質(zhì)的作用,并為后續(xù)工段持續(xù)供水。
設(shè)計(jì)參數(shù):粗格柵柵條間隙為10mm,細(xì)格柵為5mm,有效水深h=2.5m,有效池容V=64m3,有效停留時(shí)間t=10h。
(2)一體化設(shè)備1座。
主要功能:將厭氧池、缺氧池、好氧池和二沉池合建于一個(gè)罐體內(nèi),通過厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和種類微生物菌群的有機(jī)配合,達(dá)到有效去除有機(jī)物,發(fā)揮脫氮、除磷的功能。
設(shè)計(jì)參數(shù):污水處理量Q=150m3/d,尺寸16.0×2.7×3.0m,功率為P=4.5kW,鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓P=3×104Pa。
(3)人工濕地1座。
主要功能:人工濕地使用陶粒填料過濾水質(zhì),表面種植石菖蒲、美人蕉、梭魚草等挺水植物,通過植物的根系作用吸附水中的污染物,達(dá)到更好的脫氮、除磷效果。
設(shè)計(jì)參數(shù):選用垂直潛流人工濕地,水力負(fù)荷取0.8m3/(m2?d)。濕地尺寸是13400×7000×1200mm,共設(shè)2組,布水管間距L=300mm,直徑d=30mm,陶粒鋪厚700mm。
(4)污泥處理處置1座。
主要功能:沉砂池和干化池各1座,定期接受沉砂調(diào)節(jié)池和一體化設(shè)備中的剩余污泥進(jìn)行脫水處理處置。池內(nèi)裝有卵石和煤渣濾料墊層,濾液排入調(diào)節(jié)池,濾渣定期清理。
設(shè)計(jì)參數(shù):污泥池尺寸是2600×1800×2500mm,干化池尺寸2600×1800×2350mm,排泥周期為3個(gè)月,結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土。
1.4 運(yùn)行指標(biāo)
該工程建成后,經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行,污水處理效果比較穩(wěn)定,出水水質(zhì)良好,優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。其檢測(cè)結(jié)果如表3。
2、結(jié)語
鑒于農(nóng)村生活污水的特性,其治理方式應(yīng)因地制宜,綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、水溫和氣候條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素。農(nóng)村生活污水的收集系統(tǒng)統(tǒng)籌采用重力流和真空收集。本次工程由于地形地勢(shì)高差較大,因此,管網(wǎng)設(shè)置采用重力流。依據(jù)該村污水水質(zhì)的成分組成,選擇A2/O+人工濕地組合工藝,能很好地適應(yīng)農(nóng)村污水排放水質(zhì)水量波動(dòng),確保高效的去除水中的有機(jī)物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。工程建成后至今污水處理效果穩(wěn)定,各項(xiàng)出水指標(biāo)均優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。此村的處理模式對(duì)其他農(nóng)村生活污水處理推廣應(yīng)用具有借鑒作用。(來源:安徽省通源環(huán)境節(jié)能股份有限公司)
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