乡镇污水处理厂人工湿地工艺的设计

赵 松 陆建华 齐书建

（山东省环科院环境工程有限公司 山东济南 250012）

引言

随着城乡经济的发展与人们生活质量的提升，人们对于污水处理厂的污水处理能力更加关注。若是不符合排放标准的污水流入河流、田地中，将会造成环境污染与土壤污染。对此，湖南省某镇污水处理厂引进了先进的污水处理设备，提升了对整治污水、降低污水排放量的效果，有效改善了湖南省某镇周围的水质，推进了生态化的环境建设。

1 湖南省某镇污水处理厂概况分析

截止到2013 年底，该镇已经从原有的一座污水处理厂拓展为5 座污水处理厂，其中的人工湿地处理工艺被该镇中的4 座污水处理厂使用，处理规模也在原有基础上有所提升，人工湿地污水处理规模为1000m3/d～2000m3/d 之间。与城市相比，该镇污水处理厂的污水处理量较小，进出水的数量受到各个因素影响，导致波动值较大，若是在该镇污水处理厂中严重大型处理工艺会增加污水处理成本，并且会增加污水处理厂的工艺管理难度。而在该县污水处理厂中采用微动力生物膜+垂直潜流人工湿地工艺，因该工艺具有经济性高、处理水质好，可靠性好、便于管理等特点，受到了该县污水处理厂的关注，并且应用该工艺处理后排出的水质符合国家相关规定标准。

2 人工湿地工艺原理

该工艺系统以人工湿地为核心，在其中填料床与湿地植物，从而构成自然生态系统，通过人工湿地中的自然生态系统对污水进行处理，提升污水的净化程度。

3 某镇污水处理厂的污水水质情况

该镇污水处理厂的生活污水量为1000m3/d，其中进水水质中的CODCr、BOD5、SS，NH3－N、TP 分别为≤300mg/L，≤150mg/L、≤200mg/L、≤25mg/L、≤3mg/L。

出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准，即CODCr、BOD5、SS，NH3－N、TP 分别为≤60mg/L，≤20mg/L、≤20mg/L、≤8mg/L、≤1mg/L。

4 工艺流程及主要构筑物

该镇中的污水处理厂在工艺选择上建议“一高三低”的原则，为了最大限度降低污水处理中的成本投入，提升污水处理效果，采用了“预处理+垂直潜流人工湿地”工艺，具体的工艺流程为：

在沉淀池中剩余的污泥经过污泥干化池过滤回流之后，再次回到格栅池中。

（1）格栅池

格栅池在该工艺中的作用主要是拦截污水中的杂物，格栅池尺寸的设计需要根据污水处理厂的实际污水量而定，在该镇的污水处理厂中格栅池尺寸设计为长度5 米、宽度1.5 米，高度3 米，以满足1000m3/d 的污水处理需求。格栅池中包括机械格栅与人工格栅，间隙为10 毫米，为了避免格栅池受到污水杂质的腐蚀，采用了不锈钢材质。

（2）调节池

调节池污水处理工艺中的发挥着调节水质水量的作用，为后期“预处理+垂直潜流人工湿地”工艺设备的正常运行提供了基础保障，调节池采用潜水泵，与粗格栅渠合建，可以容纳400立方米的水量，其中的设备包括潜污泵、液位控制系统等。

（3）微动力生物膜池

经过调解池处理后的污水在微动力生物膜池中停留的时间大约为6 小时，该微动力生物膜池长度为6 米，宽度为9 米，深度为5 米，最多可以容纳水量为250 立方米。

（4）沉淀池

微动力生物膜池出水自流进入沉淀池。设1 座斜板沉淀池，表面负荷为1.20m3/(m2·h)，平面尺寸为6.00m×6.00m，池深为5.00m，半地上式钢混结构。

（5）人工湿地池

对沉淀池出水进行深度处理，进一步降低有机污染物、氮、磷及悬浮物的含量，使出水达标排放。设置2 座并联的垂直潜流人工湿地池，每座分2 格。总湿地面积为1200m2，湿地填料厚度为1.30～1.60m，湿地填料孔隙率为0.40%，BOD5表面负荷为108kg/(hm2·d)。

（6）紫外线消毒渠

对人工湿地出水进行消毒处理，设置1 座紫外线消毒渠，分2 条渠道。长度为10 米，宽度为3 米，渠道深为1.35m，半地上式钢混结构，采用2 组紫外线灯模块。

（7）污泥干化池

污泥干化池布置在沉淀池附近，为地上式钢筋砼池，长度为12 米，宽度为4 米，池内装过滤填料，以加快污泥干化脱水，使脱水效果稳定。

5 投资及运行成本分析

投资费用中的土建费、设备材料费、设计与调试费、运输及安装费分别为95.23 万、72.18 万、19.80 万、12.27 万，合计199.48万元。运行费用中的电费为0.369 元/m3，人工费为人工费约0.197 元/m3，最终合计为0.566 元/m3，由此可见，与其他的污水处理工艺相比，“预处理+垂直潜流人工湿地”的污水处理工艺更加经济。

6 处理效果

人工湿地处理污水的效果优于传统的处理工艺，系统出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级B 标准。监测进出水水质与排放标准的具体结果为：进水水质中的CODCr为300mg/L、BOD5为150mg/L、SSr 为200mg/L、NH3-N 为25mg/L、TP 为3.0mg/L；出水水质中的CODCr为28～45mg/L、BOD5为9～16g/L、SSr 为5～11mg/L、NH3-N 为4～6mg/L、TP 为0.5～0.8mg/L；而我国提出的《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的CODCr为60mg/L、BOD5为20g/L、SSr 为20mg/L、NH3-N 为8mg/L、TP 为1.0mg/L。由此可见，经过人工湿地工艺处理后排出的水质符合国家标准。

（1）采用该工艺处理乡镇生活污水，对BOD5的去除率＞89%，对CODCr的去除率＞85%，对SS 的去除率＞95%，对TP 的去除率＞73%，对NH3-N 的去除率＞76%，出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级B 标准。

（2）工程正式投入使用后，运行良好，操作简便，出水水质稳定，剩余污泥量少，处理费用为0.566 元/m3。符合乡镇生活污水处理厂经济基础与管理、技术特点。

结语

在我国水资源危机与国家提出的节能环保理念下，在乡镇污水处理厂中实施人工湿地工艺，优化污水处理工艺设计，有助于提升污水处理质量，减少不合格污水的排出，降低了乡镇污水处理厂的成本投入，有助于增加企业效益，缓解环境污染与水资源紧缺危机，提升乡镇人民的生活质量，具有非常重要的意义。