污水的湿地处理工艺

污水的湿地处理工艺荣成市位于胶东半岛的东端，三面环海，是我国重要的海珍品生产基地，有我国最大的天鹅越冬栖息地——天鹅湖。为保护环境，市政府于1998年兴建荣成市污水处理厂。该厂占用芦苇荒地80hm2，采用自然湿地处理工艺，该工程属国家“九五”试点工程。1998年则月投入运行，经过2a满负荷的运行，该工艺对污水处理效果好，运行费用低，出水质量稳定，各项指标均优于国家二级排放标准。1处理规模及进出水水质该项工程总设计规模为3×104m3/d，其中一期工程处理规模为2×104m3/d。由于污水来源主要是市区及沿途居民的生活污水，污染物质主要为有机物，水质较稳定。设计进出水水质指标见表1。表1荣成市污水处理厂进出水水质指标水样CODcr/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)pH进水300～400100～150150～2006～9出水≤120≤30≤306～92污水处理工艺2.1污水处理工艺流程污水处理工艺流程见图1。2.2运行工艺及主要参数该厂承担处理的污水来自市区及沿途10多个村庄，约12万居民的生活污水及少量工业废水。污水经城市管网，在重力的作用下沿8.5km的暗渠输送。暗渠对污水提供了厌氧环境（DO仅为0.4～0.6mg/L），达到了对微生物种群进行驯化与筛选的目的。污水流经格栅间（b=10mm），平面尺寸4.5m×2.5m。进入2个污水调蓄池（1.4m×13.2m×2.0m），使流量调节为900m3/h，流速为0.15m/s，进入提升泵房。泵房设置3台淹没式轴流泵（H=8m，W=15kW/h）。污水经泵站提升，进入配水渠。分水采用人工提升闸门进行配水，根据处理单元能力的不同进行周期性配水，配水周期一般为3～5d，使处理单元始终处于饱和状态。污水的湿地处理系统即自由水面湿地系统，其核心部分是由土壤、微生物、浮游生物及芦苇组成的处理单元。处理单元之间分布着净水支干渠。污水通过混凝土明渠及闸门进行分水。污水在处理单元内由处理单元特有的生态系统进行处理（主要是微生物的氧化分解作用），尔后经过土壤渗漏进入净水支渠。污水进入湿地处理单元——芦苇湿地系统，生活污水在周围筑有坝埂的芦苇湿地中，通过对配水闸门的调节，使其保持一定的深度，经过一定时间的培养，在每个单元内形成了一个相对独立的简单的生态系统，见图2。污水经过土壤渗漏，植物吸收，特别与地表根垫层及节根部微生物相接触后，渗入净化沟内。这一过程使污水在耐水性植物、微生物及土壤联合作用下，通过物理、化学、物理-化学及生物反应使污水得以净化，其作用机理为[1]：异养菌+有机质+DO→CO2+NH3+H2O污水中污染物质的净化机理为[2]：BOD的去除：BOD去除机理包括过滤、吸附和生物氧化作用，其主要氧源是大气复氧和水生维管束植物。SS的去除：沉淀、过滤、吸附作用。氮的去除：反硝化作用，挥发和作物吸收。磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定。病原体的去除：吸附作用、过滤作用、生物吞噬及其它不利于病原体生存的条件。另外，由于净水沟是泥坝沟，沟边生有杂草，所以在沟水接近出水泵房处，设立2～3处拦草网，以保证出水水质。进入净水沟处理后的水达到排放标准，排入小海生态塘进行进一步稳定利用。排水泵房处，由于水源稳定，可进行集中抽水，一般每天启动3台泵抽水6～8h即可满足要求。另外，由于出水中有大量的微生物，所以集水井要求容积尽可能大，并采用周边进水方式。同时要在集水井内水泵喇叭口以上设置2～3层铁丝网，减少水流的冲击，以此消除产生生物泡沫的可能。3运行处理效果运行两年来，出水水质稳定，处理效果见表2。表2处理效果冬春夏秋水样CODcr/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)pHBOD5/CODcr水样CODcr/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)SS/(mg·L-1)pHBOD5/CODcr进水200～28080～95＜1507.40～7.550.35～0.42进水260～35090～120＜2007.10～7.450.38～0.45出水105～11824～27＜267.60～8.100.23～0.27出水80～9822～26＜307.45～7.850.21～0.25由表2数据可以看出，处理后出水水质指标均优于国家二级排放标准。4经济分析[3]（1）电费：年总耗电量为25×104kWh，工业电费为0.68元/kWh，W1=17万元（2）人员工资：每月工资按每人980元计，处理人工费W2=980×11×12=13万元（3）化验及维修费：W3=8万元（4）办公费：W4=5万元（5）折旧费：土建投资偿还期为20a，设备投资偿还期为15a，电气仪表投资偿还期为8a，本工程上建投资为1200万元，设备投资为70万元，电气仪表为30万元。W5=1200/20+70/15+30/8=68万元（6）处理成本为：W=(17+13+8+5+68)/(360×2)=0.16元/m35结束语湿地处理工艺作为一种自然生物处理方法，利用闲置盐碱地，具有投资少，运行管理简单，费用低，处理后出水水质稳定的特点；从长远考虑，具有改进生态结构，促进物质能量的循环，保护湿地系统，防止近海区域赤潮的发生的优点。另外，污水直接资源化可利用净水沟进行淡水养殖，水生植物种植，能获得一定的经济效益。