农村地区未经处理的日常污水严重污染了土壤、地表水和地下水，是造成农村环境污染的重要缘故之一。人工湿地废水处理工艺是20世纪70年代兴起的一种新型生态废水处理工艺，由于具有对污染物去除效果好、基建和运行费用低、技术设施简单、维护管理方便等特点，正逐渐被利用于广大中小城镇和乡村地区的日常污水处理中。潜流人工湿地作为人工湿地的一种类型，因其充分利用了湿地的空间，发挥了系统间的协同作用，使废水处理能力得到大幅度提高，且占地面积相对较小，因而在废水处理中已经得到了广大的利用。当前，江南大部分农村地区都建有化粪池，由于化粪池出水中有机物、SS等污染物浓度均较高，如果出水直接进入潜流人工湿地，将会对人工湿地的运行造成较为严重的影响，在较短时间内即会造成湿地堵塞，严重影响湿地使用寿命。所以，在湿地前增加一道预处理，可行降低污染物浓度，可以大大延长人工湿地的使用寿命，并且保证人工湿地的出水效果。

本项目针对浙江省某沿海城市山区农村日常污水的特点，采用厌氧生物预处理＋潜流人工湿地组合技术，并在工程实施过程中对潜流人工湿地采用序批式运行工艺，可行解决了总氮去除效果差等麻烦，取得了预期效果。

1 水量水质

本项目位于浙江省沿海某山区村内，为农村日常污水处理工程。该村常住人口数量为800人，人均排废水量为70L／（人·d），项目考虑20％的远期发展，计算废水处理站设计规模70m3／d，处理后的废水就近排入周边河道，出水水质执行《城镇废水处理厂污染物排放要求》（GB 18918—2002）一级B要求。

废水处理站设计进水水质及排放要求如表1所示。

表1 进水水质及排放要求

2 技术步骤及主要构筑物、设施

2．1 技术步骤

废水先经格栅井拦截大部分较大的固体悬浮物，经过格栅井后废水进入厌氧生物预处理池，在该池中去除一部分有机污染物及大部分固体悬浮物，经过水泵提升进入人工湿地，在人工湿地中，废水中剩余的部分污染物经过湿地基质的过滤吸附、湿地植物根系的吸收、好氧与厌氧微生物菌群的分解作用被去除，从而使废水得以净化。厌氧生物预处理＋潜流人工湿地废水处理技术步骤如图1所示。

图1 厌氧生物过滤预处理＋潜流人工湿地处理技术

2．2 主要构筑物与设施

2．2．1 隔栅井（含格栅）

隔栅井1座，砖混结构。平面尺寸为2m×1．2m，深1．5m，可行水深0．5m。井内设人工格栅1套，格栅宽1 200mm，栅条间隙10mm，栅渣及时清理外运处置。隔栅井主要作用是截留中较大的悬浮物，减少后续构筑物负担。

2．2．2 厌氧生物预处理池

厌氧生物预处理池1座，用于废水预处理。钢筋混凝土结构，平面尺寸7m×6m，深度2．5m。可行水深2m，可行容积84m3，废水停留时间为28．8h。

厌氧生物预处理池埋地布置，池体较大，不利于水体流动，所以设置5块导流折板，将池体分隔成五个廊道，可行改善流态。为了进一步降低进入湿地的污染负荷，在导流槽的第2和第5槽设置弹性立体填料，利用综合池液位上下变动，使弹性立体填料不断处于好氧、厌氧交替状态，可行降低污染物浓度。

图2 厌氧生物预处理池

综合池末端二级提升潜污泵2台（1用1备，运行功率0．2kW），该水泵自带液位开关，可自动根据综合池内液位高低开启和停止水泵，操作管理简单。

2．2．3 人工湿地植被床

本处理技术的主体构筑物，用于去处废水中的有机污染物、氨氮和磷。湿地床共280m2，湿地床深1m。湿地表面负荷为0．25m3／（m2·d）。

传统的垂直潜流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果有限，本项目湿地在建设时，经过采用大气复氧廊道工艺，即在湿地表面采用复氧廊道－种植沙土交替配置的方式，使人工湿地不仅能够种植植物，而且能经过大气复氧廊道联通大气，结合运行时采用序批式运行方式，使人工湿地基质一直处于好氧、厌氧交替运行状态，对氨氮和总氮有较好的去除效果。

为解决湿地生物除磷效果瓶颈，在本工程中采用高炉渣作为湿地基质组成的一部分。高炉渣是炼铁的副产品，本身含有较多的钙、镁、铁、铝等金属元素，使得溶解性磷酸根容易与这些金属元素形成磷酸盐沉淀；另外，高炉渣的多孔结构也为吸附沉淀提供了有利条件，从而保证废水中磷素得以可行去除。

湿地表面种植常绿多年生草本植物，改善了湿地表面冬季植物枯萎造成景观及处理效果的影响。

图3 湿地布置

2．2．4 总平面布置

本项目总占地面积536m2，主体构筑物以及人工湿地均为埋地布置，地表无建筑。

工程完工后湿地上部种植常青植物大花金鸡菊，该植物具有花期长，对环境标准底等特点。在便于管理的同时也对废水处理站环境起到了美化作用。厌氧生物与处理池上部覆土后终止草坪，湿地周边种植凤尾竹、红叶石楠、香樟树等植物，整体视觉效果高低有致、色彩鲜艳。使得废水处理站具有一定的景观效果。废水处理站总平面图见图4。

图4 湿地总平面布置

2．3 工程特色

2．3．1 厌氧生物过滤预处理特点

（1）占地面积小、选址简单、施工方便。

（2）预处理构筑物中只有两台微动力水泵，运行费用低，和传统技术相比，运行维护方便。

（3）与处理池中采用了折板导流和生物填料，并且在运行过程中随着池内也为的变动，填料上微生物处于厌氧－好氧的环境中，有利于污染物的去除，处理效率较高，为后续的人工湿地处理降低负荷及面积。

2．3．2 人工湿地特点

（1）由基质、植物和微生物组成了人工湿地生态系统，是一种生态化的废水处理方式，结合园林化的布置，适合在农村地区推广使用。

（2）与传统的表面流人工湿地相比，垂直潜流人工湿地具有高效、清洁、不滋生蚊蝇等特点。

（3）部分湿地基质采用高炉渣，利用金属离子并结合高炉渣的多孔吸附作用，可行去除磷酸盐。

（4）湿地采用复氧廊道，湿地植物避开廊道种植，结合序批式运行方式能可行去除氨氮和总氮。

3 运行效果及经济效益分析

3．1 运行效果

该工程自2009年12月完成调试投入运行后出水水质稳定，2010年6月竣工验收监测的平均进出水水质如表3所示。

表2 进出水水质及排放要求

注：出水水质1为厌氧生物预处理池出水，出水水质2为人工湿地出水。

监测结果表明，采用厌氧生物与处理＋潜流人工湿地组合技术处理浙江省沿海某山区村内农村日常污水，出水水质可达《城镇废水处理厂污染物排放要求》（GB 18918—2002）一级B要求。

3．2 经济效益

工程总投资约为39万元，其中土建投资约为23万元，设施材料、安装调试及其他投资约为16万元。处理规模为70m3／d。折合单位水量投资费用为5 500元／m3。

废水处理运行直接成本主要包括电费，约为0．03元／m3。

4 结语

（1）采用厌氧生物与处理＋潜流人工湿地组合技术可以可行处理浙江省沿海某山区村内农村日常污水。出水达到《城镇废水处理厂污染物排放要求》（GB 18918—2002）一级B要求。

（2）就地取材，采用高炉渣作为湿地基质的一部分，可行去除了废水中总磷。

（3）湿地采用大气复氧廊道并结合序批式运行方式，废水处于连续的厌氧—好氧环境，能可行处理氨氮和总氮。

（4）整体技术简单，运行维护工作量少，适合管理水平相对较低的农村地区。

（5）结合园林化设计，将废水处理站建设成景观花园，和生态新农村建设相结合。

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