行業技術 | 新農村汙水處理「良方」——厭氧池+人工溼地

北極星水處理網訊:■ 編者按：近年來，農村汙染治理、生態環境保護及美麗鄉村規劃建設受到國家和各級政府的重視。本期將結合南雄新農村案例，給大家介紹一種契合農村的、維護方便、運營費用低的生態汙水處理工藝（厭氧池+人工溼地）。

為提高農村人居環境的質量，防止生活汙水直接排放引起環境汙染，切實改善農村居民生活條件和村容村貌，對農村生活汙水收集及處理設施設計、建設和運行管理需要科學合理的方法。

南雄新農村建設項目選擇一種契合農村、維護方便、運營費用低的生態汙水處理工藝（厭氧池+人工溼地）改善農村生態環境，工程的實施完全符合環境保護、生態建設的總體要求。

一、厭氧池的基本原理

厭氧生物處理技術在水處理行業中一直都受到環保工作者們的青睞，由於其對有機性汙染物質具有良好的去除效果，更高的反應速率和對毒性物質高適應性，更重要的是其對比好氧生物處理廢水來說，不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業中應用十分廣泛。 一般來說，廢水中複雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：

01 水解階段

高分子有機物由於其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，澱粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和胺基酸。分解後的小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。

02 酸化階段

上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物並被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸，同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物。

03 產乙酸階段

在此階段，酸化階段的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。

04 產甲烷階段

在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程最為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。

二、人工溼地的基本原理

人工溼地是模擬自然溼地在人工生態系統，類似「自然沼澤地」，但由人工建造和監督控制，是一種人為的將石、沙等一種或幾種介質按一定比例構成基質，並有選擇性的植入植物的汙水處理生態系統。

人工溼地的淨化機理：人工溼地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物三種作用。溼地系統成熟後，填料表面和植物根系將由於大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的 SS 被填料和植物根系阻擋截留，有機汙染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除，最後溼地系統更換填料或收割栽種植物將汙染物最終除去。

三、新農村汙水處理的的基本原則

（1）通過物理、化學、生物或生態技術將農村生活汙水中對農村生活或者環境有害的汙染物質進行消除、降解或無害化處理；

（2）根據村莊所處區位、人口規模、集聚程度、地形地貌、排水特點及排放要求、經濟承受能力等具體情況，採用適宜的汙水處理模式和處理技術；

（3）靠近城區、鎮區且滿足市政排水管網接入要求，宜就近接入市政排水管網，將村莊生活汙水納入城鎮生活汙水收集處理系統。應調研周邊城鎮管網建設情況，當附近有在建的市政排水管網時，應考慮將村莊生活汙水接入在建的市政排水管網；

（4）優先選用工藝簡單，運行維護管理方便，運行費用低的方法。

四、新農村汙水的收集要求

（1）因地制宜地選擇農村排水措施。村莊宜採用分流制，汙水經汙水管道進入汙水處理設施進行處理，雨水通過溝渠或地表徑流排放；

（2）收集的汙水包括黑水和灰水。黑水指村民廁所汙水，包括糞便、尿液和衝廁汙水；灰水指盥洗汙水和廚房排水。

五、汙水處理設施處理流程

農村生活汙水經過格柵後，進入厭氧生物膜池，利用其中發生的厭氧水解酸化反應去除有機物；生物反應池出水進入人工溼地系統，進一步去除氮、磷營養物。

步驟一：生活汙水排至三級化糞池

主要利用沉澱和厭氧發酵的原理，去除生活汙水懸浮性有機物（SS）。

步驟二：格柵池

作用原理主要是物理攔截，攔截汙水中的大塊汙染物、懸浮物和漂浮物。

用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，並保證後續處理設施能正常運行。人工清除格柵渣、防止孔隙堵塞，同時檢查格柵池內的沉砂情況，及時清砂並找出積砂原因；檢查周期為 1~3 個月。

步驟三：厭氧生物膜池

利用其中發生的厭氧水解靚化反應大幅度的去除汙水中呈膠體和溶解狀態的有機性汙染物質。

（1）厭氧生物膜池是通過在厭氧池內填充生物填料強化厭氧處理效果的一種厭氧生物膜技術。正常運行時，汙水中的部分有機汙染物將被除去，能有效降低後續處理單元的有機汙染負荷。

（2）填料。在反應區懸掛填料，填料須有利於微生物生長、易掛膜且不易堵塞，從而提高對BOD5和懸浮物的去除效果。一般採用軟性填料或半軟性填料（雪花片），為厭氧微生物附著生長提供固體表面，使其在填料表面形成生物膜。每年應對填料進行檢查更換一次。

▲厭氧池填料

（3）汙泥儲存區。厭氧生物膜池的下層設置汙泥儲存區，脫落的生物膜汙泥應定期排放（抽排）並進行專門的處置（可就近農用或脫水乾燥後焚燒）。

（4）厭氧生物膜池的調試包括接種（投加菌種）及馴養，定期對厭氧池進、出水水質進行監測，直到厭氧生物膜池的工作狀態逐步穩定。

（5）試運行。經調試啟動階段達到穩定工作狀態後進入試運行階段，定期監測進出水水質，定期對填料進行檢查更換和清掏汙泥。

步驟四：人工溼地

利用自然生態處理系統中的物理、化學、生物三重協同作用進一步去除前階段未能講解的有機物和氮、磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物，同時降低水體氮、磷含量。

▲人工溼地

（1）由於人工溼地中的植物根系要長期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的汙染物，因此所選用的水生植物除了耐汙能力要強外，對當地的氣候條件、土壤條件和周圍的動植物環境都要有很好的適應能力；根據南雄市的地理位置及氣候特點，溼地選擇的植物為美人蕉、黃菖蒲、風車草；植物種植時，應保持介質溼潤，介質表面不得有流水，植物生長初期，應保持池內一定水深，逐漸增大汙水負荷使其馴化。

（2）管理要求。

①人工溼地一般分為清水調試和汙水聯動調試，採用負荷逐步提高法，也可採用汙水直接調試，但需注意控制汙水的濃度及進水流量；

②植物系統建立後，應保證連續提供汙水，保證水生植物的密度及良性生長；應根據植物的生長情況，進行缺苗補種、雜草清除、適時收割以及控制病蟲害等管理，不宜使用除草劑、殺蟲劑等；定期對植物進行收割，並就近焚燒或搗碎反應成沼氣；

③在調試期各階段須對進出水質進行檢測，汙水接納量趨於正常，植物根系深入下層基質，出水水質達標，則人工溼地系統開始正常運行；

④啟動階段期間監測的水質指標包括：化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）、生化需氧量（BOD5 ）、總氮（TN）、總磷（TP）等，對於進出水水質指標反映的問題，應及時對前段處理工藝或溼地基質提出調整及改進方案。

▲人工溼地

六、厭氧+ 人工溼地體積和容量的選擇

根據《廣東省農村生活汙水處理技術指引》用水定額為 80~100L/(人•天)，因農村戶籍人口與常住人口的存在較大的差異，根據汙水量計算公式 Q w =n×q×z×η/1000，南雄市貧困村的日用水量約為 200~250 升/每戶，厭氧池與人工溼地的設施規模根據每個的自然村實際管網接戶數參照《汙水處理設施基本規格表》進行選擇，如下圖所示：

以南雄市-水口鎮-沙頭村-武臺崗自然村為例，登記戶數 70 戶，實際可接戶數 30 戶，參照上表所述，則採用 10T（m³/d）厭氧+人工溼地。

七、厭氧池+ + 人工溼地施工工藝流程

01 厭氧池

▲厭氧生物膜池平面圖（1:50）

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