新型复合生物滤池处理生活污水实际应用

曹县住房和城乡建设局 李涛

随着世界的进步，我国经济快速发展，但在经济快速发展的同时，水污染也日益严重，同时水资源匮乏也成为世界性难题。合理的处理生活污水不仅可以保护环境也可在一定程度上缓解我们所面临水资源匮乏的压力。但随着国家对水环境治理要求的日益严格，对符合处理生活污水的滤池提出了更高的要求，因此针对这一现象，采用新工艺的符合生物滤池则可让处理后的生活污水达到高标准、严要求。

常见的生活污水处理方法主要分为三类：活性污泥法；生物膜法；氧化法。活性污泥法是目前世界上应用最广的一种方法，其具有处理能力高，出水水质好等优点。活性污泥法可氧化分解有机物，同时因为污泥具有一定吸附性，该方法也具有良好的凝聚和沉降性能。但该方法处理污水可投资较高，运行管理比较复杂等缺点。

生物膜法主要是通过微生物所形成的生物膜来去除溶解性有机物，该方法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好，产泥量低、占地面积小、运行管理简单等优点。因此该方法在生活污水处理上极具潜力和竞争力。

氧化法是通过对生活污水中的有机物进行氧化分解来实现污水净化。该方法在城市污水预处理上广泛应用，但该方法对杂质的处理并不完全，因此其处理效果并不理想，且成本较高。

针对以上三种方法并结合我国现状，新型复合生物滤池采用泥膜法和生物膜法共同对生活污水进行处理。下面将对该新型复合生物滤池进行具体阐述

一、新型复合生物滤池工艺

新型复合生物滤池流程主要为：厌氧池-复合生物滤池-复合人工湿地。

复合式生物滤池一般由三级滤池所组成，第一级为厌氧滤池，在该滤池中通过滤料吸附和微生物共同协作来去除生活污水中的COD、SS和氮磷等。同时在滤池中采用间接式进水模式，该方法有利于减少滤池的污泥产量和滤池中的微生物消耗。二级、三级滤池主要以泥土作为滤料，通过不同粒级和种类的填料来进行污水处理。但传统的复合生物滤池相比，新型复合生物滤池则增加了蚯蚓，作为天然的处理器，蚯蚓在帮助处理污泥的同时，也可通过运动增加透气性和分解有机物。该工艺则解决了传统复合生物滤池中存在土壤易板结、堵塞等问题。同时，引入蚯蚓，通过蚯蚓的活动也可增加微生物数量和活性，促进有机物的分解，同时蚯蚓作为天然生物，不会在处理污水中产生其他污染。

如今的新型复合式生物滤池主要以玻璃钢为主要建造材料，以煤渣、泥土、陶粒为填料，通常是现场安装。通过玻璃钢现场安装该新型复合式生物滤池可保证良好的密封性。现有复合式生物滤池和塔式蚯蚓生态滤池的区别在于主体材料采用玻璃钢现场安装而成，保证塔体本身的密封性能，不漏水、不渗水；采用新型滤料，密度较小，比表面积大，更加容易负载微生物；延长水力停留时间，污水在塔体停留时间更长；蚯蚓为改良过的蚯蚓品种，其耐淹性显著提高，更耐脏；施工时间缩短，传统塔式生物滤池施工时间在40～50d，而新型塔式蚯蚓生态滤池施工时间为10～20d，而主体安装时间为2～3d，极大提高了工程效率。

二、处理工艺流程单元说明

（一）厌氧池

厌氧生物处理技术在水处理行业一直备受环保主义者青睐，通过厌氧生物处理生活污水不需要氧气，这大大降低了处理生活污水的能耗，而且具有良好的去除效果和更高的反应速率。

一般来说生活污水中的有机物比较复杂，因此厌氧分解主要有四个阶段。通过水解过程使厌氧菌不能分解的大分子有机物分解为小分子，让水解后的产物可进入厌氧菌中进行下一步分解。其次是酸化阶段，因为水解后的小分子经过厌氧菌的转化会变为简单的有机物排出，因此通过酸化来帮助厌氧菌进行细胞内转化，同样第三步的产乙酸化具有相同作用，最后一步的产甲烷阶段是整个厌氧过程最重要的一步，该阶段也是厌氧反应需要控制的阶段。将污染物质变为甲烷气体会使污水中的COD含量大幅度下降，同时也维持了污水的酸碱平衡来保护厌氧菌的活性以保证反应连续进行。

（二）复合生物滤池

复合生物滤池主要以一个或多个塔层组成，每一个层塔高大概30cm左右，主要以土壤陶粒等作为主要滤料，每个塔层填充了不同粒径以及不同类型的填料来达到充分净化污水的目的，且每一个塔层下都有出水孔，在塔间40cm的距离中，污水在滴落过程中可接触到足够的空气，为有机物质的分解提供了氧气。滤料层中放有蚯蚓，因此该滤池也可称为蚯蚓生态滤池，该滤池在普通的生态滤池中加入了蚯蚓，利用蚯蚓和微生物的协同，以及蚯蚓的生活习性来增加滤料通气性，其次蚯蚓也可通过分解有机物来便污水处理更加有效。相比于传统的生物滤池，通过引入蚯蚓来升级滤池的工艺不仅解决了土壤易板结堵塞等缺点，蚯蚓对土壤的疏松、消解、清理作用大大提高了微生物数量、存活率和活性。这大大降低了生活污水处理成本。

（三）复合人工湿地

人工湿地处理技术是近年来新兴的污水处理工艺，其具有操作简单、处理效果好、成本低、效果稳定、经济效果好等优点。人工湿地经过人为监督和控制，使复合人工湿地相比于天然湿地更有效的兼顾了经济效应和环境效应。而由垂直流、表面流、水平流三种串联而成的复合人工湿地系统通过种植存活率高、经济效应好、抗水抗冻能力强的植物，通过微生物、植物、动物对污水进行多级处理和净化。多种结构的复合型人工湿地相比于传统的人工湿地所承受的污水处理负荷量更大，投资运行费用低、运行管理方便、出水具有一定的生物安全性、生态环境效益良好，因此作为蚯蚓生态滤池的辅助技术，协同处理生活污水。但是湿地对污水的处理受温度影响较大。水的温度伴随着季节的升温而升温，导致溶解氧变为最低，可能是湿地池中茂盛的水生植物和浮水植物大大地限制了大气中的氧气向水中扩散的效率，并且到了夜晚，水生植物为了给自身提供能量所进行的呼吸作用可能也会将白天水生植物光合作用所产生的氧气完全抵消。导致了湿地池的水体处于缺氧或者厌氧状态，在此状态下，湿地池中的好氧微生物的生化降解能力大大减小，随之导致水质的净化效率降低。

三、新型复合生物滤池特点

（一）节能环保

生物滤池主要依赖微生物进行生活污水净化，因此在处理过程中，不会对环境产生二次污染，同时复合人工湿地不仅可以处理污染的水质，还可以改善生态环境，为动植物生存提供空间。

（二）污水净化效果好

相比于传统的生物滤池，该新型复合型的生物滤池通过串联和人工湿地辅助，不仅大大降低了生活污水中COD、SS、氮、磷含量，使COD的处理效率在75%以上、总氮和总磷在80%左右、BOD5的处理效率在90%左右。

（三）具有巨大的经济效益

复合型人工湿地在辅助处理生活污水的同时也带来了巨大的经济效应。湿地具有“地球之肾”的美名，其拥有众多的野生动植物资源，是重要的生态系统。许多珍贵的水禽的繁衍和迁徙都离不开湿地。因此建立湿地公园会形成良好的生态、社会、经济效应。同时湿地公园的建立不仅可净化附近水质，改善生态环境，还能推动当地的旅游业发展。

（四）维护管理简单

新型复合生物滤池所建立的系统处理、净化污水、操作简单可靠、无需很多人员进行维护管理。

四、运行管理与效益分析

（一）运行管理

针对该新型生物滤池的运行，应安排工作人员对厌氧池、复合式生物滤池、人工湿地进行维护和管理。因此厌氧池需要三个月进行清理一次，生物滤池中的微生物和蚯蚓要进行定时补充并定期对复合式生态滤池、植物塘内杂草、病虫害进行清理。湿地中的植物生长过旺时要进行收割和换茬，冬季需及时清理动植物残体。

（二）效益分析

本工程具有良好的环境效益和经济效益，可减少COD排放量为1.76t/a；减少SS排放量为1.68t/a；减少氨氮排放量为0.25t/a；减少总磷排放量为0.03t/a；减少总氮排放量为0.28t/a。该污水处理工程总投资15万元且运行成本低，每吨水的运行费用为0.27元。

（三）结论

根据农村地区生活污水特点，采用复合式生物滤池处理系统，处理效果显著，运行稳定出水水质达GB18918—2002一级B标准。COD、SS、NH3-N、TN和TP去除率分别为80%、90%、80%、80%和85%

同时该系统作为农村生活污水处理工艺，建设工期短，一次性投资少，运行费用低。操作简单，处理效果良好稳定，适合在农村广泛推广。

五、小结

通过上文研究，新型的复合生物滤池串联所形成的系统除了具有泥膜复合环境，还具有泥膜处理法和生物膜处理法的优点，在拥有强大的污水处理负荷能力的同时也增强了生活污水的净化效果，且对进出水的水量要求不高、对水质要求不高。由此可知，该新型复合生物滤池在生活污水处理上具有极强的优越性，在降低水污染对人类日常生活所造成的影响，也可一定的缓解世界人民所面临水资源匮乏压力。因此，该新型复合生物滤池运用到农村地区，可通过处理生活污水，将处理后的水进行灌溉或日常冲洗而达到水的多次重复利用，这将对解决西北地区用水困难提供了一条前景良好的方法。