厌氧结合人工湿地处理农村污水研究

刘君晔+张小莎+俞阜东

摘 要：厌氧结合人工湿地处理技术作为一类投资少、工艺流程简单、耗能低的污水处理系统，近些年在我国各大农村地区得到广泛推广。文章通过阐述厌氧、人工湿地处理技术，对厌氧结合人工湿地在农村污水处理中的实践应用展开探讨，旨在为如何促进农村污水处理工作有序开展研究适用提供一些思路。

关键词：厌氧；人工湿地；农村污水

引言

伴随新农村建设脚步的逐步开展，广大农村居民生活质量、态度发生了极大改变，由此也使得农村各式各样污水相继增多，增多了生态环境的负荷，加大了生态环境污染的可能。因而，迫切需要开展好农村污水治理工作[1]。厌氧结合人工湿地处理技术作为一类投资少、工艺流程简单、耗能低的污水处理系统，近些年在我国各大农村地区得到广泛推广。由此可见，对厌氧结合人工湿地处理农村污水开展研究，有着十分重要的现实意义。

1 厌氧概述

厌氧是依托厌氧微生物水解、产酸作用，将污水中固体、大分子和难以生物降解的有机物转化成易于生物降解的小分子有机物，达到在接下来处理环节中对污水展开低耗能、迅速处理的目的。

2 人工湿地处理技术概述

人工湿地依托物理、化学以及生化反应协同作用对污水杂质开展清除，进而达到清除营养盐NP等的目的。人工湿地处理技术主要表现为以下几种形式：

（1）表面流湿地。表面流湿地指的是污水于调料表层展开漫流，相较于自然湿地，该种人工湿地去污效果更好，池深在0.6-1.5m范围，具备操作便捷、投资少等优点，然而却有着占地面积大、去污效果一般等不足。

（2）水平潜流人工湿地。水平潜流人工湿地由一个或者若干个填料床组合而成，将基质填充进床体中，同时于床底建设防渗层，防止对地下水造成污染。该种人工湿地水力负荷、污染负荷相对大，可有效作用于去除COD、BOD、重金属等污染物，同时不会产生滋生蚊蝇、恶臭的现象。

（3）垂直流人工湿地。垂直流人工湿地。污水自湿地表层纵向流进填料床底层，使床体处在不饱和状态，氧经由大气扩散、植物传递进入该湿地系统中。垂直流人工湿地可有效作用于处理氨氮浓度相对高的污水，不过同时存在去污能力一般、操作复杂以及易滋生蚊蝇等缺点[2]。

3 厌氧结合人工湿地在农村污水处理中的实践应用

全面农村污水处理工作在时代发展新形势下，要紧随社会发展脚步，大力开展改革创新，引入先进科学技术、成功发展经验强化厌氧结合人工湿地在农村污水处理中的科学合理应用，如何进一步促进农村污水处理工作有序开展可以从以下相关内容着手。

3.1 处理工艺

本次研究采取厌氧结合垂直潜流人工湿地处理湖南省某地区农村污水，处理工艺流程，为收集系统→化粪池→格栅池→调节池→厌氧消化系统→人工湿地→出水系统。

3.2 厌氧池设计

依据农业部门相关污水净化沼气池标准图，再结合农村污水处理实际情况，进而选择箱型3格折流厌氧发生装置，每格长宽深分别为1.52m、1.5m以及2.5m，中部设立挡板用以对污水流向进行变更。对每格顶层予以密封，并设置入孔。厌氧池填料充分考量各方面因素，选择应用普遍的竹编材料。

3.3 人工湿地设计

本次农村污水处理采取垂直流人工湿地技术，人工湿地设计长5.0m、宽2.0m、高0.5m，结合地区环境实际情况，于湿地表层种植各种水生观赏植物，诸如菖蒲、伞草、美人蕉等。湿地内填充各种粒径的多孔介质，由下至上分别填充25-50mm卵石、15-25mm碎石以及砂质土壤，各层为0.3m。

3.4 污水排放情况及特性

（1）污水排放情况。农村污水排放情况受诸多一系列因素影响，诸如居住环境、水资源情况、生活水平等，结合本次研究湖南省某地区经济发展水平、农村生活水平等，对农村污水排放量开展如下计算：Q=kq1V1/1000，式中，Q指的是生活区污水排放量（t/d）；k指的是污水排放系数；q1指的是每人每天生活污水量定额（L/人·d）；V1指的是生活区总人数。

（2）污水特性。本次研究污水选自湖南省某地区农村化粪池出水，污水进水为雨污分流，在人口、季节转变等因素影响下，使得污水浓度发生变化。本次检测水质指标涵盖了COD、TN、TP、NH4+-N。

3.5 结果分析

（1）对TN的处理效果。检测结果得出，TN系统进水浓度为（37±11）mg/L，处理系统平均去除率为72.1%，TN的处理主要依靠的是人工湿地环节。厌氧池部分，依托填料中微生物作用达成对TN的处理，然而在数量、生长状况等因素的影响下，微生物对TN的去除率相对较低，污水进入人工湿地环节中，依托基质吸附、植物以及微生物吸收等作用，可实现对TN的有效去除，且植物在人工湿地脱氮环节可发挥极大作用。相关研究指出，约30%的湿地脱氮是出于植物吸收、存储的作用，而微生物硝化反硝化机制则是人工湿地脱氮的首要形式[3]。

（2）对TP的处理效果。检测结果得出，TP系统进水浓度为（5.4±1.8）mg/L，处理系统平均去除率为77.1%。处理系统运行一开始，TP的去除率相对不足，伴随处理系统的稳定及植物的生长，处理系统对TP的吸收水平得以显著提升，污水中TP去除率显著升高。值得一提的是，受秋冬气候影响，一些植物生长缓慢甚至休眠枯萎，微生物降解速率放缓，造成TP去除效果减弱。

（3）对COD的处理效果。检测结果得出，COD系统进水浓度为

（315±124）mg/L，系统平均去除率为93.4%。依托处理系统微生物降解作用、人工湿地植物吸收作用，全面系统对COD去除效果上升趋势，不过伴随季节的转变，微生物活性、植物生长状况转变，使得COD去除率不尽相同。

（4）对NH4+-N的处理效果。检测结果得出，NH4+-N系统进水浓度为（47±13）mg/L，处理系统平均去除率为78.3%。在处理系统运行还没有进入稳定状态前，受厌氧池填料微生物作用不充分影响，使得NH4+-N去除效果一般，等到处理系统进入稳定状态后，污水转至人工湿地环节，依托人工湿地中基质吸附、植物以及微生物吸收等作用，NH4+-N浓度显著降低。

4 结束语

本次研究得出，厌氧结合人工湿地处理农村污水效果可观，可收获良好的经济效益、生态效益，具备在广大农村推广应用的价值。鉴于此，相关人员务必要钻研研究、总结经验，清楚认识厌氧、人工湿地处理技术特征内涵，结合农村污水实际情况，强化厌氧结合人工湿地在农村污水处理中的科学合理应用，积极促进农村污水处理工作有序开展，营造绿色健康的农村环境，推动农村居民生活水平的进一步提升。

参考文献

[1]吴磊，吕锡武，李先宁，等.厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地处理农村污水[J].中国给水排水，2007，23（3）：57-59.

[2]李军幸，张克强，张洪生，等.厌氧/人工濕地组合系统处理农村生活污水的效能[J].中国给水排水，2011，27（23）：18-20.

[3]李希希，宋官勇，张伟，等.农村污水的厌氧跌水人工湿地组合处理[J].西南大学学报（自然科学版），2015，37（3）：139-114.

作者简介：刘君晔（1989，04-），女，汉族，浙江龙泉人，大学本科，助理工程师，龙泉市世行农村污水项目管理办公室，研究方向：环境工程。

张小莎（1983，11-），女，汉族，重庆人，硕士，工程师，浙江省环境工程有限公司，研究方向：污染治理技术。

俞阜东（1986，10-），女，汉族，浙江湖州人，本科，工程师，浙江省环境工程有限公司。