A／O及人工湿地耦合工艺处理县城生活污水

Ａ／Ｏ及人工湿地耦合工艺处理县城生活污水　李晓东　（辽宁省环境科学研究院，辽宁沈阳１　１００３１）　摘要：现有处理技术Ａ／Ｏ处理成本高，人工湿地低温处理不稳定、效率低，在生活污水处理中单独应用方面还有不足。结合　昌图县人工湿地污水处理实例，介绍了以Ａ／Ｏ为预处理、人工湿地为主体的污水处理工艺的设计及运行效果，出水满足《城镇污　水处理厂污染物排放标准》中一级Ｂ标准，为县级生活污水处理提供了一种可供参考的技术模式。　关键词：人工湿地：生活污水；Ａ／０　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｔｉＳｎｏｔｅｎｏｕｇｈｔｏｔｒｅａｔｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｓｅｗａｇｅｕｓｉｎｇｅｉｔｈｅｒｏｎｅｏｆＡ／０ａｎｄ　ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄ（ＳＦＣＷ）　ｆｏｒ　ｈｉｇｈｅｒ　ｃｏｓｔ　ｏｒ　ｌｏｗｅｒ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅｓ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｃｈａｎｇｔｕ　Ｓｅｗａｇｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｐｌａｎｔ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｉｎ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｗａｇｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｉｎｇ　Ａ／Ｏ　ａｓ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ＳＦＣＷ　ａｓ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｃｌａｓｓ　ｉｎ“Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｐｌａｎｔ”（ＧＢ　１　８９　１　８—２００２）．Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｏｄｅ　ｆｏｒ　ｃｏｕｎｔｙ　ｓｅｗａｇｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄ；ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｓｅｗａｇｅ；Ａ／Ｏ　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—１０２１（２０１２）０９—００５４—０２　１　引言　根据《辽宁省污水综合排放标准》（ＤＢ　２　１／１　６２７—２００８）要求，２００８年起县级城镇污水处理厂　出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ　１８９１８）中一级Ｂ标准。考虑到各县城经济情况，以及　现有工艺Ａ／Ｏ处理成本高…，人工湿地低温处理不　稳定、效率低等特点［２－４１，本着“低耗、高效”的原　表１　污水厂进出水水质　注：　表示括号外数值为水温＞１２　ｏＣ时控制指标，括号内　数值为水温≤１２　ｏＣ时控制指标。　３工艺流程　本着“低耗、高效”的原则，既能有效去除污染　则，将Ａ／Ｏ与人工湿地耦合作为处理工艺，使得县　级生活污水出水满足排放标准。本文以昌图县城　区２０　０００　ｍ。／ｄ人工湿地污水厂为例，详细介绍该工　艺的处理特点。　物，又能降低运行成本，采用前端生化处理与后端生　态处理相结合的工艺进行优化设计。Ａ／Ｏ与人工湿　地耦合工艺示意见图１。　２工程规模及设计水质　２．１　处理规模　根据昌图县　兄，本工陧处ｊ国　蟆为２０　０００　ｍ３／ｄ，　取日变化系数为１．２，最大处理水量１　０００　ｍ３／ｈ。　２．２设计进出水质　出水　水平潜流人工湿地　污水处理厂进、出水水质指标详见表１。　图１　Ａ，０与人工湿地耦合工艺示意　收稿日期：２０１２—０８—１７；修订日期：２０１２—０９—０４。　作者简介：李晓东，男，１９７８年生，博士，高级工程师，主要从事污水生态修复与治理研究工作。　基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１０ＢＡＣ６８Ｂ０２）。　前端生化预处理采用Ａ／Ｏ工艺，包括缺氧池、好　氧池、二沉池；生态处理为水平潜流人工湿地。首先　污水经粗格栅、细格栅去除较大颗粒的悬浮污染物，　然后自流到Ａ／Ｏ池内进行二级生化处理，最后流入　水平潜流人工湿地进行深度处理，出水达到排放标　准。整套工艺Ａ／Ｏ为辅助处理工艺，作为二级处理工　艺，Ａ／Ｏ在功能上只起到一级或一级半的效果，出水　满足湿地进水要求；人工湿地为核心处理工艺，对污　水进行深度处理。根据冬夏气温差异处理工艺分２　种运行方案，其中，预处理主要用以保障冬季低温时　系统的正常运行；夏季高温时，Ａ／Ｏ工艺好氧段曝气　量可调，主要采用微曝气工艺。　４　主要处理单元设计　４．１　Ａ／ｏ　由于人工湿地处理对进水的污染负荷、ＳＳ浓度　等要求严格，为保证人工湿地的长期稳定运行，避免　湿地堵塞，经Ａ／Ｏ处理后的出水需满足人工湿地进　水要求。本工艺根据季节差异采用２种处理方案，尽　可能降低能耗。冬季时，Ａ／Ｏ工艺采用常规工艺，好　氧池溶解氧为２～４　ｍｇ／Ｌ，启动混合液回流和污泥回　流系统，出水ＣＯＤ浓度小于等于１００ｍｇ／Ｌ；夏季时，　Ａ／Ｏ采用微曝气工艺，好氧池溶解氧小于等于２　ｍｇ／Ｌ，　不启动混合液回流系统，出水ＣＯＤ浓度小于等于　１５０　ｍｇ／Ｌ。Ａ／Ｏ设２座平行池，可独立控制，便于检修。　Ａ／Ｏ工艺好氧池、缺氧池有效容积分别为２　５００，８３０　ｍ。，　水力停留时间为４　ｈ。　Ａ／Ｏ池出水进入二沉池，二沉池清液自流人人　工湿地。　４．２人工湿地　该部分为核心处理单元，既有污水净化功能，又　有生态效应。主要由配水单元、人工湿地床体、出水　单元组成。人工湿地面积总计为３．８万ｍ　，分２Ｏ个　处理单元。为保障人工湿地系统长期稳定运行，采取　了如下技术保障措施。　（１）控制进水污染负荷。人工湿地污染负荷受温　度变化影响很大，为保证人工湿地长年出水达标，避　免湿地堵塞，人工湿地进水浓度可调，冬季、夏季进　水浓度分别为１５０，１００　ｍｇ／Ｌ左右。由于进水负荷降　低，人工湿地水力负荷有所提高，可达０．６ｍ３／（ｍ　・ｄ）。　（２）布水与集水。在人工湿地构建过程中，为保　证出水能达到设计标准，选取合理的填料和植物固　然重要，但是人工湿地布水是否均匀、出水是否顺畅　也同样占有十分重要的位置。在充分调研的基础上，　总结了以往的工程布水集水的不足之处。一是布水工　艺。主要采用管道布水　斌，水量主要靠管道直径大小　来调节，可调节能力较弱；而且由于管道内水压不均　匀稳定，进而使得布水不均匀，影响了湿地填料的利　用率，降低了湿地处理效率。二是集水工艺。根据不　同出水水位要求，设计有限的几个不同高度的出水　口，水位调节能力差。　根据以上不足，本工程对布水、集水工艺进行了　改进。布水采用渠堰式布水工艺。设计２个布水渠，　第一个渠相当于管道布水的主管道，在第一个渠的　内墙根据单池容量设梯形堰分水，保证单池进水均　匀，水力负荷基本一致。梯形堰出水进入第二个渠，　在每个渠内设若干个均匀分布的枪眼式进水口，以　达到均匀布水的目的。该工艺投资成本不高，调节性　较强，维修简单，布水均匀。集水工艺和布水工艺略　有相同。首先，单池出水经均匀分布的出水眼进入收　集支渠，两池出水靠水位无级调节器连接，可以任意　改变出水水位，调节灵活。之后，出水汇人干渠排放。　（３）填料选择与铺设。填料选择与铺设是人工湿　地建设中的重点。为布水、出水均匀，进水端和出水　端铺设大粒径填料；为强化脱氮，湿地床体中铺设一　定比例的沸石填料；为提高冬季湿地去除效率，在床　体表层铺设种植土起到保温效果。　５　污水处理效果　目前，该工程已经运行２年，由处理效果来看，　出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》　（ＧＢ　８９１８—２００２）中一级Ｂ标准，见表２。就目前运行　情况看，年减排ＣＯＤ可达到１　２００　ｔ。　表２示范工程进出水水质　ｍｇ／Ｌ　６　结语　（１）采用Ａ／Ｏ与人工湿地耦合工艺处理县级生活　污水，出水能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》　（ＧＢ　１８９１８—２００２）中一级Ｂ标准。目前，该工艺已在　辽宁省包括昌图在内的８个县级污水处理厂中应　（下转７５页）　牛山大街东段；４—３：青花大街东段；４—４：东海大街东　４城市噪声控制对策　段；４—５：营大铁路；４—６：营大公路；４—７：智泉街东段；　４—８：庄林路；４—９：营东新城欢心大街；４—１０：营东新　（１）建立健全老边城区防治噪声污染管理规定。　城新新路；４—１　１：营东新城新东路。　（２）通过多种形式深入开展环境保护宣传教育，　３．３区划方案分析　增强领导干部和人民群众的环境意识，增强公众参　３．３．１可行性分析［４　与意识。　本区划是根据老边城区现状布局和总体规划及　（３）夜间禁止在居民区、文教区进行产生噪声污　发展要求进行的，紧扣城市总体规划，并有所突破，　染、影响居民休息的建筑施工作业。　当城市总体规划发生较大变化时，城市环境噪声区　（４）严格限定文化娱乐场所的营业时间，排放的　划也将随着调整。　噪声必须达到区域环境噪声标准，减少对周围环境　根据老边区总体规划，城区区域内工业企业陆　的影响。　续迁往工业园区；商业区、娱乐区各区域内所占比例　（５）严格执行环境影响评价和“三同时”制度，强　没有超过占地率标准且直接面对各街路，故将老边　化环境管理，合理布局噪声源。　区大部分地区划分为１类区是较为可行的。结合老　（６）加强城市环境绿化，提高植被覆盖面积，增　边区的发展和环境管理队伍的不断壮大，该区划结　强环境自然屏障能力。　果是具有可操作性的。　（７）加大城市环境噪声综合整治力度，杜绝噪声　老边区无康复疗养区等特别需要安静的区域，　扰民。　故未划定０类区。　参考文献　３．３．２达标分析　通过前面分析，１类区昼间均达到国家标准，夜　［１］国家环境保护部．城市区域环境噪声适用区划分技术规范　间略有超标，现１类区内工业企业陆续迁出，噪声污　（ＧＢ／Ｔ　１５１９０—９４）Ｉｓ］．１９９４．　染大大降低；３类区在采取园区合理布局和加强工　［２］国家环境保护部．社会生活环境噪声排放标准（ＧＢ　２２３３７—　２００８）［Ｓ］．２００８．　业企业噪声防治等一系列措施后，声环境质量能达　［３］国家建设部．城市基本术语标准（ＧＢ／Ｔ５０２８０—９８）［ｓ］．１９９８．　到标准要求；４类区采取相应的治理措施，车流量分　［４］国家城乡建设环境保护部．城市用地分类与规划建设用地　散，该区域声环境能满足要求。　标准（ＧＢ／Ｊ　１３７—９０）［Ｓ］．１９９０．　（上接５５页）　用，总处理规模达到１５．５万ｍ３／ｄ，对辽河水质的改　１２　ＪＰＥＴＥＭＵ　Ｏ，ＡＬＥＫＳＡＮＤＲＡ　Ｄ，ＨＥＳＳＩＯＮ　Ｃ　Ｗ．Ｆｌｏｗ　ｐａ￣ｅｍｓ　善贡献显著。　ｏｆ　ｄａｉｒｙ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌａｎｄｓ　ｉｎ　ａ　ｃｏｌｄ　ｃｌｉｍａｔｅ［Ｊ］．　（２）人工湿地对污染物的去除，植物的贡献较大，　ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ，２００６，４０（１７）：３２０９—３２１８．　如何筛选适合低温应用的湿地植物以及研究不同湿　１　３　ＪＢｒｉｊ　Ｇ．Ｎａｔｕｒａｌ　ｎａｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｗｅｔｌｎａｄ　ｆｏｒ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔ—　地植物的组合种植仍是湿地研究的方向。　ｍｅｎｔ：ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓａｎｄｐｒｏｂｌｅｍｓ［Ｊ］．ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　参考文献　１９９９，４０（３）：２７—３５．　１　４　ＪＰｌａｔｚｅｒ　Ｃ，Ｍａｕｃｈ　Ｋ．Ｓｏｉｌ　ｃｌｏｇｇｉｎｇ　ｉｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｌｆｏｗ　ｒｅｅｄｂｅｄｓ—　［１］彭峰，彭永臻，马勇．Ａ／Ｏ工艺曝气量控制及ｐＨ和Ｄ０的　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｎａｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　变化规律［Ｊ］．环境工程，２００７，２５（４）：３１—３３．　ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇ，１９９７，３５（５）：１７５—１８１．