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人工濕地農(nóng)村生活污水工程設(shè)計(jì)運(yùn)行

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人工濕地農(nóng)村生活污水工程設(shè)計(jì)運(yùn)行

摘要:根據(jù)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn),采用格柵-隔油池-1#表流人工濕地-潛流人工濕地-2#表流人工濕地的方法處理了農(nóng)村生活污水,處理規(guī)模100m3/d,進(jìn)水水質(zhì)COD為200~250mg/L、BOD5為100~125mg/L、NH3-N為25~30mg/L、SS為100~150mg/L、TP為2~3mg/L。結(jié)果表明:處理后出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1820-2019)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有投資小、出水水質(zhì)穩(wěn)定、具有景觀效果等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)減少了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的污染。可供參考。

關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水;隔油池;表面流人工濕地;垂直潛流人工濕地

1引言

河南某村莊為改善農(nóng)村人居環(huán)境,提高當(dāng)?shù)卮迕竦纳钯|(zhì)量,建設(shè)處理規(guī)模為100m3/d,采用以人工濕地-穩(wěn)定塘為主體處理工藝的農(nóng)村生活污水處理工程,出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1820-2019)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2設(shè)計(jì)進(jìn)、出水質(zhì)

農(nóng)村生活污水主要包括廚房洗滌、淋浴、洗衣等廢水等污水,其成分及變化與當(dāng)?shù)鼐用裆畹臓顩r、水平和習(xí)慣,污染物濃度與用水量有關(guān),同時(shí)受到污水管網(wǎng)建設(shè)條件、雨污分流狀況等條件制約。本項(xiàng)目生活污水具有以下特征:①由于村內(nèi)以旱廁為主,污染負(fù)荷較低;②污水中含有COD、BOD5、N、P等主要污染物,其中BOD5/COD≥0.5,可生化性強(qiáng);③農(nóng)村人員生活作息相對(duì)規(guī)律,污水排放量也具有規(guī)律性,以早、中、晚排水量居多。本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3污水處理工藝流程

結(jié)合國內(nèi)農(nóng)村污水處理實(shí)際狀況[1~6],根據(jù)工程所在地的氣候特征及經(jīng)濟(jì)條件,確定采用格柵-隔油池-1#表流人工濕地-潛流人工濕地-2#表流人工濕地處理工藝。工藝流程見圖1。

4主要構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)

(1)格柵渠。磚混結(jié)構(gòu),1座,結(jié)構(gòu)尺寸為2.0m×0.3m×1.3m,設(shè)置人工粗格柵1套,柵寬0.3m,柵條間距25mm,材質(zhì)304不銹鋼;細(xì)格柵1套,柵寬0.3m,柵條間距3mm,材質(zhì)304不銹鋼。用于截留污水中的漂浮物等。(2)隔油池。鋼混結(jié)構(gòu),1座,結(jié)構(gòu)尺寸為2.5m×1.0m×2.3m,有效容積3m3。用于去除廢水中的油類物質(zhì),減輕人工濕地的處理負(fù)荷。(3)1#表流人工濕地??蚣芙Y(jié)構(gòu),1座,分4格,單格結(jié)構(gòu)尺寸為23.8m×8.0m×1.0m,總面積761.6m2,有效水深0.3~0.5m,表面COD負(fù)荷9.98g/(m2•d),表面水力負(fù)荷0.13m3/(m2•h),有效水力停留時(shí)間3.05d。池內(nèi)設(shè)置基質(zhì)填料100m3;活性鈣60m3;生態(tài)石籠40個(gè),結(jié)構(gòu)尺寸為2m×0.5m×0.5m;池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布3300m2;設(shè)置配水渠1座,框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)尺寸32m×0.5m×0.8m。(4)垂直潛流人工濕地??蚣芙Y(jié)構(gòu),1座,分4格,單格結(jié)構(gòu)尺寸為9.0m×8.0m×1.4m,總面積288m2,基質(zhì)層高度1.1m,表面COD負(fù)荷19.79g/(m2•d),表面水力負(fù)荷0.35m3/(m2•h),基質(zhì)空隙率按35%計(jì),水力停留時(shí)間1.27d。池內(nèi)設(shè)置生態(tài)基質(zhì)填料245m3;沸石72m3。設(shè)置上下兩層布水系統(tǒng)池內(nèi)。池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布480m2;設(shè)置配水渠、收水渠1座,鋼混結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)尺寸分別為32m×0.5m×0.8m、32m×0.5m×0.5m。垂直潛流人工濕地設(shè)計(jì)種植挺水植物蘆葦、菖蒲、香蒲、藨草。在垂直潛流人工濕地各單元的植物配置不完全相同,單元內(nèi)的植物也根據(jù)周邊環(huán)境做出適當(dāng)調(diào)整。垂直流人工濕地以蘆葦、菖蒲、香蒲、藨草等凈污能力較強(qiáng)的植物為主。人工濕地進(jìn)水采用可旋轉(zhuǎn)彎管加閥門,控制進(jìn)水量和水頭。出水采用多個(gè)閥門組合,分別控制高水位出水、中水位出水和低水位出水。(5)1#表流人工濕地??蚣芙Y(jié)構(gòu),1座,分4格,單格結(jié)構(gòu)尺寸為7.0m×8.0m×1.0m,總面積224m2,有效水深0.3~0.5m,表面COD負(fù)荷7.63g/(m2•d),表面水力負(fù)荷0.45m3/(m2•h),有效水力停留時(shí)間0.90d。池內(nèi)設(shè)置基質(zhì)填料35m3;生態(tài)石籠20個(gè),結(jié)構(gòu)尺寸為2m×0.5m×0.5m;池底及池壁鋪設(shè)防滲土工布1016m2;設(shè)置收水渠1座,磚混結(jié)構(gòu),尺寸28m×0.5m×0.8m。(6)綜合間。1座,磚混結(jié)構(gòu),總尺寸為6.0m×4.2m×4.2m,用于管理人員臨時(shí)休息及存放維護(hù)用具。

5調(diào)試運(yùn)行、管理及處理效果

5.1調(diào)試運(yùn)行、管理

本工程主要調(diào)試以人工濕地進(jìn)配水及人工濕地植物的種植和日常維護(hù)管理為主。

5.1.1表面流人工濕地表流人工濕地以挺水植物與沉水植物交替種植為主,挺水植物種植蘆葦、香蒲、菖蒲、紙莎草等。沉水植物種植金魚藻、苦草、狐尾藻、黃花貍藻等。沉水植物與表流人工濕地的出水口之間需要有挺水植物作為間隔,防止沉水植物堵塞垂直流人工濕地。

5.1.2垂直潛流人工濕地垂直潛流人工濕地基質(zhì)層總高度為1.1m,按照基質(zhì)級(jí)配和高度依次填充。首先使基質(zhì)層完全浸水,在基質(zhì)層深15cm處栽種蘆葦,株高為50~60cm,株距30cm;香蒲株高30cm,株距20cm。按設(shè)計(jì)流量運(yùn)行到2~3個(gè)月后,可將水位降低到填料表層下15cm,以促進(jìn)植物根系向深部發(fā)展。同時(shí)根據(jù)季節(jié)的變化,通過調(diào)節(jié)出水管不同高度的閥門,來控制濕地內(nèi)部的運(yùn)行水位。

5.2濕地植物的管理及保溫措施

(1)表面流人工濕地運(yùn)行中應(yīng)及時(shí)清理水面的植物落葉及敗落的莖稈等,以防止其腐爛影響水質(zhì)。(2)病蟲害防治。濕地植物除蟲除害應(yīng)盡量采用無毒無害的殺蟲殺菌劑,避免對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響。(3)在植物收割期,應(yīng)及時(shí)清理人工濕地上殘留植物碎屑,防止因植物殘留造成出水取出效率降低甚至污染物的濃度升高。(4)冬季溫度較低情況下有針對(duì)性的采取保溫隔離措施,其中表面流人工濕地采用逐級(jí)密植蘆葦?shù)姆绞竭M(jìn)行植物覆蓋保溫,垂直潛流人工濕地則采用覆蓋收割后的植物的方式進(jìn)行人工外加保溫,此外還可以通過降低濕地的運(yùn)行水位,以利用地溫保障濕地的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.3運(yùn)行效果

2019年7月,本項(xiàng)目調(diào)試完成后,出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表2。出水各指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1820-2019)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

6經(jīng)濟(jì)分析

本項(xiàng)目總投資費(fèi)用為181.23萬元。主要包括構(gòu)(建)筑物施工費(fèi)、管材購置安裝費(fèi)、植物購置種植費(fèi)等費(fèi)用為129.55萬元;勘察設(shè)計(jì)費(fèi)、運(yùn)行調(diào)試費(fèi)等費(fèi)用51.68萬元。運(yùn)維成本主要包括人工濕地運(yùn)行維護(hù)費(fèi)及其他等,運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)5.01元/d,折合噸水運(yùn)行成本為0.05元。

7結(jié)語

工程實(shí)踐表明,采用格柵-隔油池-1#表流人工濕地-潛流人工濕地-2#表流人工濕地處理工藝農(nóng)村處理生活污水是切實(shí)可行的,出水水質(zhì)滿足河南省地方標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/1820-2019)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有投資少、出水水質(zhì)穩(wěn)定、具有景觀效果等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)減少了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的污染。

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作者:劉曉利 劉峻 朱亞飛 單位:鄭州大學(xué)

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