農(nóng)村生活污水自然通風(fēng)型好氧人工濕地高效污水處理技術(shù)研究

引言

農(nóng)村生活所產(chǎn)生的污水主要污染物含有病原體微生物和有毒有害的物理化學(xué)污染物,會對環(huán)境產(chǎn)生長期影響。若不經(jīng)處理直接排入水體(江、河、湖、海和地下水）和土壤,將使水體和土壤受到嚴(yán)重污染,破壞原有的自然生態(tài)環(huán)境。本文研究的SNR技術(shù)借助人工濕地污水處理系統(tǒng),將污染水源與好氧人工濕地系統(tǒng)中的微生物、水生類植物、基質(zhì)等進(jìn)行化學(xué)、物理反應(yīng)或發(fā)生生物作用,使受污染水源得到凈化。

1農(nóng)村生活污水水質(zhì)特點(diǎn)

農(nóng)村生活污水即農(nóng)村居民在生活過程中所產(chǎn)生排放的污染物。相對于城市生活污水,農(nóng)村生活污水在水質(zhì)和排放等方面有一些明顯特點(diǎn):(1）農(nóng)村生活污水的整體排放量較小,但呈現(xiàn)出較強(qiáng)的時間特點(diǎn),如污水排放時間多集中在三餐時段。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前我國農(nóng)村地區(qū)的日均污水排放量多在500m3以上。(2）農(nóng)村生活污水與居民生活緊密相關(guān),其主要污染成分是一些有機(jī)物質(zhì)和氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。污染物種類較少,因此對農(nóng)村生活污水處理要比城市生活污水處理更為簡便。

2自然通風(fēng)型好氧人工濕地高效污水處理技術(shù)原理

2.1SNR技術(shù)工藝特點(diǎn)

自然通風(fēng)型好氧人工濕地高效污水處理技術(shù),即SNR技術(shù),是以生態(tài)友好型人工濕地為基礎(chǔ)的100%自然通風(fēng)型處理設(shè)施和技術(shù)。SNR技術(shù)適用于非點(diǎn)源污染的污水處理、水庫水質(zhì)凈化等領(lǐng)域,是由垂直水流型好氧濕地槽和水平/潛流型厭氧濕地槽組成的處理效率最高的混合型高效人工濕地處理技術(shù)。SNR技術(shù)采用自然通風(fēng)的方式進(jìn)行供氧,不需要人工曝氣裝置:采用溫床套,同時在濕地槽表面形成有機(jī)物堆積層起保溫作用,氣候?qū)NR工藝的處理效果影響不大,季節(jié)適應(yīng)性強(qiáng):除了進(jìn)水沉淀分離槽有少量固體雜物以外,基本不產(chǎn)生污泥。

2.2SNR技術(shù)原理

首先,將農(nóng)村生活污水一次流入好氧濕地槽（利用自然通風(fēng)系統(tǒng)來維持好氧條件）和厭氧濕地槽（無空氣流入）,污水中的有機(jī)物、氮和磷等污染物可被生長棲息于各池槽濾材（沙、石子、水生植物根系）上的微生物分解去除。采用生物降解有機(jī)物的技術(shù)工藝,在充分考慮提高生化效率的同時,降低能耗,減少生化污泥的產(chǎn)生。工序后端采用過濾工藝技術(shù),以達(dá)到污水處理長期凈化的目的。

其次,采用先進(jìn)可靠的系統(tǒng)工藝,降低系統(tǒng)的維護(hù)工作量,以保證污水處理系統(tǒng)長期正常運(yùn)行。對系統(tǒng)工藝的主要設(shè)備實(shí)施自動化控制,以保證處理系統(tǒng)的操作程序化控制。

再次,污水處理系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后,只需耗用少量電能,就可大大減少業(yè)主在污水處理方面的各項(xiàng)費(fèi)用。如果自然村有海拔自然落差,則只需要靠自流即可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放:若自然村沒有自然落差,則只需要增加電能,提升流放速度,但費(fèi)用極低。

最后,充分考慮污水水質(zhì)、水量的波動性,設(shè)計(jì)的污水處理系統(tǒng)必須保證水質(zhì)和處理效果的穩(wěn)定性。通過SNR技術(shù)處理后的水質(zhì),都能達(dá)標(biāo)排放。

3自然通風(fēng)型好氧人工濕地高效污水處理技術(shù)流程

SNR技術(shù)具有動力使用最小化、污泥產(chǎn)生最小化、維護(hù)管理頻率最小化的優(yōu)點(diǎn),其工藝流程如圖1所示。

3.1設(shè)置調(diào)節(jié)池(鋼碎結(jié)構(gòu)）

在整個處理系統(tǒng)中設(shè)置污水調(diào)節(jié)池。通過設(shè)置調(diào)節(jié)池,能充分平衡水質(zhì)、水量,使污水能比較均勻地進(jìn)入后續(xù)處理單元,提高整個系統(tǒng)的抗沖擊性能,減少處理單元的設(shè)計(jì)規(guī)模,有利于降低運(yùn)行成本和水質(zhì)波動帶來的影響。

3.2構(gòu)建好氧生物濾床

利用自然通風(fēng)方式流入空氣來維持好氧條件,進(jìn)行氧化分解和硝化過程,去除有機(jī)污染物,用物理化學(xué)吸附法除磷。

3.3厭氧生物濾床

當(dāng)污水中含有的固體懸浮物含量出現(xiàn)上升后,將造成其污水處理能力減弱,且有較大的可能造成人工濕地系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞。因此,在構(gòu)建sNR系統(tǒng)過程中,還應(yīng)安設(shè)厭氧反應(yīng)器裝置,通過該裝置來對系統(tǒng)中的可溶性固體物進(jìn)行處理,厭氧生物濾床有利于維持兼氧/厭氧條件,進(jìn)一步降解有機(jī)物。

3.4流量及環(huán)境檢測

消毒和流量檢測是確保排放水質(zhì)能夠再利用的重要步

驟。值得注意的是,微生物是SNR系統(tǒng)污水處理中的主體和核心部分,在物質(zhì)的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關(guān)鍵作用。但是這些微生物對所處環(huán)境有較高的要求,如溫度、氧氣濃度等。因此,為了有效提升其實(shí)際處理能力,還需對人工濕地處理系統(tǒng)的環(huán)境因素加以控制。

3.5達(dá)標(biāo)自流排

工序后端采用過濾工藝技術(shù),經(jīng)過出水井排放的水質(zhì)檢測合格后,便可以通過出水井自流排放,達(dá)到污水處理長期凈化的目的。

4結(jié)語

實(shí)踐證明,采用SNR技術(shù)處理農(nóng)村生活污水,可去除污水中95%～98%的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。因?yàn)镾NR技術(shù)是無動力或微動力污水處理方式,所以處理成本不超過0.1元/t。綜上,SNR技術(shù)具有處理效果較穩(wěn)定、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、建設(shè)時間短、建設(shè)成本較低等優(yōu)勢,很適合在農(nóng)村生活污水處理中廣泛應(yīng)用。