污水的湿地处理工艺

席俊秀¹，谢协忠²
（1.荣成市污水处理管理处，山东 荣成 264300；2.山东农业大学水利学院，山东 泰安 271018）

　　摘要：生活污水采用湿地处理工艺，经2a的运行证明，在进水CODcr为300～400mg/L，BOD₅为100～150mg/L的条件下，出水CODcr≤120mg/L，BOD₅≤30mg/L。每吨水处理成本为0.16元。
　　关键词：湿地处理；污水；水质
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)05-0032-02

概况

　　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 300～400 100～150 150～200 6～9 出水 ≤120 ≤30 ≤30 6～9

2 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) pH BOD₅/CODcr 水样 CODcr/
(mg·L^-1) BOD₅/
(mg·L^-1) SS/
(mg·L^-1) pH BOD₅/CODcr 进水 200～280 80～95 ＜150 7.40～7.55 0.35～0.42 进水 260～350 90～120 ＜200 7.10～7.45 0.38～0.45 出水 105～118 24～27 ＜26 7.60～8.10 0.23～0.27 出水 80～98 22～26 ＜30 7.45～7.85 0.21～0.25

　　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/m³

5 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。

参考文献：
[1]王家玲．环境微生物学[M]．北京：高等教育出版社，1990．
[2]高廷耀．水污染控制工程（下册）[M]．北京：高等教育出版社，1996．
[3]污水土地处理利用设计手册[M]．北京：中国标准出版社，1991．

作者简介：席俊秀（1976～），男，助工，联系电话：(0631)7552564；谢协忠（1958～），男，副教授，联系电话：(0538)8241683。