关键词：农村生活污水 厌氧 人工湿地

Anaerobic-subsurface constructed wetland process for treatment of rural domestic sewage

Ren Shanshan1，Xue Shuaizheng2，Cui Chaofeng3，Zeng Weiyuan4

Abstract：The anaerobic-subsurface constructed wetland was selected for the treatment of rural domestic sewage．The results show that the combined process has good and stable removal efficiency，and the removal rate of COD，NH3-N and TP could reach up to 71．7％、73．8％and 88．2％respectively．The final effluent reached the first-grade standards of Integrated dastewater dischargestandard（GB 8978-1996）generally．

Keywords：Rural domestic sewage；Anaerobic；Constructed wetland

近年来，未经处理的农村生活污水随意排放进入河流、水库、湖泊等水体，导致不同程度的水体富营养化和水质恶化，严重影响了人们的身体健康和经济的可持续发展。现有的集中式污水处理方式不太适合农村生活污水，因此，寻求一种经济、有效、简易的农村生活污水处理工艺变得极为迫切。而具有投资省、运行费用低和效果良好等优点的人工湿地［1，2］被广泛用于农村生活污水处理［3～5］。人工湿地是生态工程技术的一种，它遵循自然生态系统的物质循环和能量利用原理［6］，是通过模拟自然湿地的结构和功能选择一定的地理位置与地形，根据人们的需要人为设计与建造的湿地［7］。

1 工程概况

1．1 项目背景

山下村位于宁波鄞州西部山区，临国家AAAA级五龙潭风景区，四面青山环抱，风景秀丽。当地气候属于属亚热带季风性湿润气候，因濒临东海又带有海洋性气候特征，年平均气温16．2℃，极端气温最高40．8℃，最低-8．8℃。全村区域面积506亩（1亩≈666．7m2），常住户数200户，500人，但缺少排污设施，更没有专门的污水收集处理设施，全村生活污水只经过化粪池直接排放到小溪或河流，污水处理率基本为零，水环境污染情况较为严重。

为了改善现有的人居环境，兴建山下村新村生活污水分散式生态处理工程。工程服务范围为山下村区域，主要由污水收集系统和污水处理系统两部分组成。

1．2 进出水水质指标

按目前流域汇水范围、规划资料，外排的污水经处理后应执行国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。农村地区生活污水排放量计算应结合当地经济发展状况、卫生设施水平和排水系统等因素综合考虑，一般排水量按照用水定额的80％计算（根据《室外排水设计规范》）。山下村新村污水设计处理规模为50m3／d，设计进出水指标见表1。

2 工艺设计

2．1 工艺选择

根据农村污水水质特点：污水以有机污染为主，BOD／COD＝0．5，可生化性好；重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指标为BOD、COD、SS等，结合现有的污水处理技术的特点，根据国内已运行的小型污水处理站的调查和要达到确定的治理达标，农村地区的污水处理须具有操作管理简单易行和运行费用低廉的特点［8］，确定采用“人工湿地污水处理系统［9～11］”为主体工艺，利用原住户的化粪池作为一级厌氧池，通过多级厌氧池对污水中的有机污染物进行多级消化后进入人工潜流湿地，污染物在人工湿地表下流动，经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除，保温效果好、负荷高、处理效果受气侯的影响小。本工艺由预处理单元和湿地单元组成，即厌氧-人工潜流湿地工艺。

2．2 处理工艺流程

污水经管网收集直接进入格栅，除去部分杂质（主要去除其中较大杂物和起泡物），杂质由人工定期清理，外运填埋或作为农肥；其余污水进入厌氧池，部分难分解污染物被降解，最后进入人工湿地，污染物在人工湿地内经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除，出水排入稳定塘，用于农作物浇灌或达标直接排放。工艺流程见图1。

2．3 各工艺段设计参数

厌氧-人工湿地工艺主要构筑物由格栅池、调节池、厌氧池和人工潜流湿地池构成，占地面积共105m2。详细参数见表2。

人工湿地分前段布置区和后段布置区两段。前段布置区由上而下分别是植物-20cm厚的粗砂层-过滤层-上排支管-50cm厚的13～25cm砾石层-下排支管-30m厚的13～25cm 层砾石层-10cm厚的C20素混凝土-防水层。后段布置区由上而下分别是植物-30cm厚的粗砂-上排支管-20cm厚粗砂层-过滤层-20cm瓜子片-下排支管-30m厚的13～25cm砾石层-10cm厚的C20素混凝土-防水层。粗砂层主要作为湿地植物的种植层，同时在冬季起到保暖防冻的作用［12］；过滤层、砾石层为污水的主要流经层，也是湿地植物的根系层，即生物净化污水的主要区域。

3 处理效果

该工程建完后，经过一年多的运行，于2012年10月对出水指标进行了连续采样检测，处理效果：厌氧池-人工潜流湿地技术COD、BOD5、SS、NH3-N 和TP 的平均去除率分别为71．7％、88．7％、83．5％、73．8％和88．2％，处理出水可达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。检测结果见表3。

4 运行管理

人工湿地工程需要有完善的运行管理制度，要有后期良好的运行和管理，才能得到良好的效益。否则很可能会形成“建一个废一个，废一个死一个”的尴尬局面。定期（每季度1次）对格栅井、接触氧化渠、人工湿地及相关沟渠进行清理与维护；并定期对人工湿地内杂草、病虫害以及植物残体进行清理，对人工湿地内的植物进行收割和换茬，以防止填料堵塞或板结；必要时严寒的冬季要采取保温措施。

人工潜流湿地受气候影响较小，在寒冷的冬季可采取降低进水负荷（水量），加大水深，在床体表面覆盖一些材料如塑料薄膜、冰雪、稻草、碎木片等，可以使湿地系统更少受低温气候的影响［13，14］。

人工湿地工程运行或设计不当很容易造成工程表面板结和堵塞，其主要原因［15］是进水中不可降解无机悬浮物含量过高，被截留但未被降解的有机SS，生物膜的生长及老化脱落造成在基质颗粒间长期累积，从而降低了水力传导性，影响了湿地的处理效果，所以必须严格控制进入湿地系统的污水悬浮物负荷，或者定期翻动表面基质。

5 结语

人工湿地污水处理系统［8，16］是一个综合的生态系统，具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，它应用生态学的物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。它具有良好的环境效益、经济效益及社会效益，是一种较好的废水处理方式，比较适合于处理水量不大、水质变化不很大，管理水平不很高的城镇污水，如我国农村及小城镇的污水处理。采用厌氧池＋人工潜流湿地工艺处理农村生活污水，出水水质稳定，达到了《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，且优于《农田灌溉水质标准》（GB 5084-2005），可以用于农作物灌溉。

参考文献

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2 钟秋爽，王俊玉．厌氧-接触氧化渠-垂直潜流型人工湿地处理农村生活污水研究．给水排水，2012，38（4）：40～44

3 杨琼，陈章和．人工湿地污水处理的应用现状及前景展望．生态科学，2002，21（4）：40～44

4 卢少勇，张彭义，余刚，等．人工湿地处理农业径流的研究进展．生态学报，2007，27（6）：2627～2635

5 裴亮，刘慧明，颜明，等．潜流人工湿地对农村生活污水处理特性试验研究．水处理技术，2012，38（3）：84～86，90

6 住房和城乡建设部．人工湿地污水处理技术导则．北京：中国建筑工业出版社2009．3～5

7 夏汉平．人工湿地处理污水的机理与效率．生态学杂志，2002，21（4）：52～59

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9 HJ-2005-2010人工湿地污水处理工程技术规范

10 宋志文，郭本华，韩潇源，等．潜流型人工湿地污水处理系统及其应用．工业用水与废水，2003，34（6）：5～8

11 范建伟，张杰．加强型生物化粪池／潜流湿地处理农村生活污水．见：第四届年会暨2009年给水厂污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会论文集．2009．26～29

12 Ouellet-Plamondon C，Chazarenc F，Comeau Y，et al．Artificial aeration to increase pollutant removal efficiency of constructed wetlands in cold climate．Ecological Engineering，2006，27（3）： 258～264

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14 王茂玉，胡树超，秦赏，等．寒冷地区人工湿地保温措施及运行方式优化研究．环境科学与管理，2012，37（1）：103～106

15 童巍，朱伟，阮爱东．垂直流人工湿地填料的淤堵机理初探．湖泊科学，2007，19（1）：25～31

16 崔程颖，马利民，赵建夫．人工湿地-一种新型生态污水处理系统．见：中国可持续发展研究会2005年学术年会论文集．2005．245～251