当前江西省农村地区基本上没有任何废水处理设备，日常污水未经过任何处理便直接排放，直接造成对周边水体的污染。农村日常污水具有水量小、有机物浓度偏高、日变化系数大等特点，且相对分散，宜采用小型、低能耗装置处理。

太阳能驱动生物滤塔-人工湿地组合技术工艺处理农村生活具有占地面积小，技术设备简便易行、运行稳定、维护管理方便、运行费用低和污泥产量少等优点。

新干县河头村为新农村建设示范村，全村有150 多户500 多人口，且规划建设祈水山庄，最多容纳70 人住宿，200 人就餐。该村庄有完善的污水收集管网，污水收集后进入生物滤塔-人工湿地组合处理系统。该组合技术在投入工程实例前，已在实验室进行了小试，并取得了较好的实验效果。

1 设计的水质、水量

本工程设计水量为65 m3/d，24 h 运行。出水水质执行城镇日常污水处理厂污染物排放要求（GB 18918－2002）一级B 要求。进出水水质如表1 所示。

 2 技术步骤及主要构筑物

2.1 技术步骤

农村日常污水处理工艺的选择，关键要适应村镇的实际情形，采用投资少、运行费用少、除污效率高、管理简单方便、维护容易、具有良好抗冲击能力的处理技术或工艺[5]。生物滤塔-人工湿地组合工艺将生物办法和生态办法结合于一体，综合了滴滤池较好的硝化作用和人工湿地较好的反硝化及除磷作用，同时采用太阳能辅助动力，具有管理、操作、步骤简单、造价和运行费用低廉等优点，能最大程度地实现环境、经济和社会效益。设计技术步骤如图1 所示。

 2.2 处理技术步骤单元

2.2.1厌氧池

收集的生活污水直接进入厌氧池，厌氧池内置填料，水流折向平流[6]，污水在厌氧池厌氧菌胞外酶的作用下，将大分子有机物水解酸化变成小分子，将大部分不溶性有机物降解为溶解性物质。废水在厌氧池中，经过厌氧细菌的作用，能可行去除约30%的COD 和BOD5，总氮、总磷的去除率可达10%。厌氧池为地下式，占地面积为32 m2，可行容积为57.2m3，可行尺寸为9 m×3.25 m×2.5 m，可行水深2.2 m，水力停留时间21.12 h。

2.2.2调节池

污水经厌氧池溢流进入调节池，该池起调节水质水量作用。调节池为地下式，占地面积为8 m2，可行容积为14.3 m3，可行尺寸为2.0 m×3.25 m×2.5 m，可行水深2.2 m，水力停留时间4.9 h。

2.2.3生物滤塔

污水进入生物滤塔之前由泵将水泵至射流器进行高压水射流充氧，然后经过布水装置进入生物滴滤系统[7]。生物滤塔设计成2 层，塔壁有通风孔，内置RY 型生物填料，该填料比表面积较大（13.6～25.5 m2/g）、孔隙率较大（73%～82%），粒径均匀（φ30～50 mm）。经两级生物滤塔降解后的污水在塔底层收集，塔底设有回流阀，回流水与脱落的生物膜由底部返回调节池，出水进入人工湿地[7]。生物滤塔置于室内，尺寸Ф2.0 m×3.0 m。经射流充氧后的污水，与浮着在塔内填料表面的消化细菌发生消化反应，污水中有机物大部分被降解[8]，其中COD 处理效率约为80%，BOD5处理效率约为85%，总氮、总磷约为35%。

2.2.4人工湿地

人工湿地设置为组合式，经生物滤塔处理的出水依次经过潜流人工湿地、一级表面流湿地、二级表面流湿地，人工湿地的主要目的是用来除磷脱氮[9]，人工湿地中随水流方向交替好氧、缺氧甚至厌氧的微环境使得生物滤塔出水中所含的部分氨氮和高浓度硝态氮经微生物作用彻底将氮转变为N2[10]。同时对厌氧池+ 滴滤塔组合技术出水中的有机废物可以进一步降解，使系统最终出水稳定达标。其中，潜流人工湿地可行面积15 m2，总深1.2 m，可行水深0.9m，水力停留时间2.4 h，内置填料卵石、碳酸钙、清水沙，种植的湿地植物黄花鸢尾；一级表面流湿地面积50 m2，湿地植物为芦苇，最大水深0.3 m；二级表面流湿地面积50 m2，湿地植物为本地茭白、菖蒲，最大水深0.3 m。

2.2.5太阳能驱动装置

主要为水泵提供动力来源。太阳能驱动装置安装在滴滤装置屋顶，设计运行负荷400 W/h，采用太阳能和交流电网双线供电，光伏电优先使用。其中太阳能供电系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器、箱体及周边设施等组成。

2.3 运行效果

系统运行初期，出水水质波动性很大，污水水质中有机物、氮磷含量有时候较高，主要缘故是生物滤塔内填料挂膜需要一段时间、人工湿地植物也未长成，直接影响了整个系统的去除效率。在整个系统运行1 个月后，滤塔内生物膜已基本形成，湿地植物也慢慢长成，出水水质趋于稳定。出水水质达设计标准，系统对COD、BOD5、NH3-N、SS、TN 和TP 的平均去除率分别为90.19%、88.19%、89.37%、90.59%、90.02%和95.67%。2012 年10 月27－29 日，系统进出水水质见表2。

 2.4 技术工艺特点

从采用“生物+ 生态”相结合的废水处理办法，生物工艺可行去除有机物和部分氮磷，保证出水COD 达标；生态工艺进一步去除污水中的N、P，保证出水COD、BOD5、TN、TP 全部达标。

采用射流喷射器对厌氧出水充氧，为后续的好氧过程提供预充氧处理，射流充氧和生物滴滤被设计成一体化设施。喷射动力来自潜水泵富余压头，无需另外增加动力。

采用太阳能供电与水泵运行耦合，经过对太阳能系统蓄电、控制器及逆变器配置的优化改造，在日照正常情形下，太阳能系统产生的电能可供水泵稳定运行8 小时以上。

2.5 运行与维护

定期安排工作人员对厌氧池、生物滤塔、人工湿地进行维护和管理。厌氧池、生物滤塔每年清理1次，并定期对人工湿地内杂草、病虫害进行清理。

2.6 效益分析

本工程具有良好的环境效益和经济效益，按设计规模处理的污水量计算，每年可减少COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的排放量分别3.59、4.39、0.75、0.08、0.83 t。

该废水处理工程总投资32 万元，运行成本低，每吨水的运行费用为0.29 元。

3 结论

采用太阳能驱动生物滴滤-人工湿地组合技术处理农村日常污水，处理效果较好，出水水质能达GB 18918－2002 一级B 要求。系统对COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的去除率分别为90.19%、90.59%、89.37%、90.02%和95.67%。

该组合技术作为农村日常污水处理技术，运行费用低，操作简单，可以实现无人看守，处理效果好，适合在江西农村地区推广利用。