污水的濕地處理工藝

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污水處理工藝流程見圖1。2.2運行工藝及主要參數(shù)

該廠承擔處理的污水來自市區(qū)及沿途10多個村莊，約12萬居民的生活污水及少量工業(yè)廢水。污水經城市管網，在重力的作用下沿8.5km的暗渠輸送。暗渠對污水提供了厭氧環(huán)境（DO僅為0.4～0.6mg/L），達到了對微生物種群進行馴化與篩選的目的。

污水流經格柵間（b=10mm），平面尺寸4.5m×2.5m。進入2個污水調蓄池（1.4m×13.2m×2.0m），使流量調節(jié)為900m3/h，流速為0.15m/s，進入提升泵房。泵房設置3臺淹沒式軸流泵（H=8m，W=15kW/h）。

污水經泵站提升，進入配水渠。分水采用人工提升閘門進行配水，根據(jù)處理單元能力的不同進行周期性配水，配水周期一般為3～5d，使處理單元始終處于飽和狀態(tài)。

污水的濕地處理系統(tǒng)即自由水面濕地系統(tǒng)，其核心部分是由土壤、微生物、浮游生物及蘆葦組成的處理單元。處理單元之間分布著凈水支干渠。污水通過混凝土明渠及閘門進行分水。污水在處理單元內由處理單元特有的生態(tài)系統(tǒng)進行處理（主要是微生物的氧化分解作用），爾后經過土壤滲漏進入凈水支渠。

污水進入濕地處理單元——蘆葦濕地系統(tǒng)，生活污水在周圍筑有壩埂的蘆葦濕地中，通過對配水閘門的調節(jié)，使其保持一定的深度，經過一定時間的培養(yǎng)，在每個單元內形成了一個相對獨立的簡單的生態(tài)系統(tǒng)，見圖2。污水經過土壤滲漏，植物吸收，特別與地表根墊層及節(jié)根部微生物相接觸后，滲入凈化溝內。這一過程使污水在耐水性植物、微生物及土壤聯(lián)合作用下，通過物理、化學、物理-化學及生物反應使污水得以凈化，其作用機理為[1]：

異養(yǎng)菌+有機質+DO→CO2+NH3+H2O

污水中污染物質的凈化機理為[2]：

BOD的去除：BOD去除機理包括過濾、吸附和生物氧化作用，其主要氧源是大氣復氧和水生維管束植物。

SS的去除：沉淀、過濾、吸附作用。

氮的去除：反硝化作用，揮發(fā)和作物吸收。

磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定。

病原體的去除：吸附作用、過濾作用、生物吞噬及其它不利于病原體生存的條件。

另外，由于凈水溝是泥壩溝，溝邊生有雜草，所以在溝水接近出水泵房處，設立2～3處攔草網，以保證出水水質。

進入凈水溝處理后的水達到排放標準，排入小海生態(tài)塘進行進一步穩(wěn)定利用。排水泵房處，由于水源穩(wěn)定，可進行集中抽水，一般每天啟動3臺泵抽水6～8h即可滿足要求。另外，由于出水中有大量的微生物，所以集水井要求容積盡可能大，并采用周邊進水方式。同時要在集水井內水泵喇叭口以上設置2～3層鐵絲網，減少水流的沖擊，以此消除產生生物泡沫的可能。3運行處理效果運行兩年來，出水水質穩(wěn)定，處理效果見表2。表2處理效果冬春夏秋水樣CODcr/

(mg·L-1)BOD5/

(mg·L-1)SS/

(mg·L-1)pHBOD5/CODcr水樣CODcr/

(mg·L-1)BOD5/

(mg·L-1)SS/

(mg·L-1)pHBOD5/CODcr進水200～28080～95＜1507.40～7.550.35～0.42進水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數(shù)據(jù)可以看出，處理后出水水質指標均優(yōu)于國家二級排放標準。4經濟分析[3]（1）電費：年總耗電量為25×104kWh，工業(yè)電費為0.68元/kWh，W1=17萬元

（2）人員工資：每月工資按每人980元計，處理人工費W2=980×11×12=13萬元

（3）化驗及維修費：W3=8萬元

（4）辦公費：W4=5萬元

（5）折舊費：土建投資償還期為20a，設備投資償還期為15a，電氣儀表投資償還期為8a，本工程上建投資為1200萬元，設備投資為70萬元，電氣儀表為30萬元。

W5=1200/20+70/15+30/8=68萬元

（6）處理成本為：

W=(17+13+8+5+68)/(360×2)=0.16元/m35結束語濕地處理工藝作為一種自然生物處理方法，利用閑置鹽堿地，具有投資少，運行管理簡單，費用低，處理后出水水質穩(wěn)定的特點；從長遠考慮，具有改進生態(tài)結構，促進物質能量的循環(huán)，保護濕地系統(tǒng)，防止近海區(qū)域赤潮的發(fā)生的優(yōu)點。另外，污水直接資源化可利用凈水溝進行淡水養(yǎng)殖，水生植物種植，能獲得一定的經濟效益。污水高純度凈化利用

一、前言

隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進程的加快，生態(tài)環(huán)境保護面臨著更大的壓力和挑戰(zhàn)。目前，全國七大水系的重點河段中，82%江河湖泊受到污染，63.1%的河段水質為Ⅳ類、Ⅴ類或劣Ⅴ類，92%的城市面臨水污染威脅。據(jù)統(tǒng)計全國2002年廢水、污水排放量達620×108m3/a，使河流水環(huán)境遭到嚴重破壞。與此同時，我國水資源不足，屬世界上13個貧水國家之一，人均水資源量是世界平均水平的1/4，我國600余座城市有400余座缺水，約150座城市實行定時、定量供水。而占全國城鎮(zhèn)人口41%和城市工業(yè)總產值35%的北方地區(qū)，缺水形勢更加嚴峻。日趨嚴重的水污染使缺水形勢顯得更為嚴峻。水污染不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，對我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重的負面影響，而且還嚴重地威脅到城鄉(xiāng)居民的飲水安全和人民群眾的健康。因此，城市污水的再生利用是開源節(jié)流、減輕水體污染程度、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水問題的有效途徑之一。國家對于生活污水的凈化、回用提到政府的議事日程上來。從水資源可持續(xù)利用的觀點出發(fā)，高深度地污水凈化是較佳的一種污水回用方式。如廣東省的珠江三角洲地區(qū)形成了“經濟發(fā)展-水體污染-水質下降”的惡性循環(huán)；太湖流域3000多萬人守著2300平方公里的太湖出現(xiàn)了“水多用難”的尷尬局面。目前我國有400多個城市缺水，正常年份缺水達60×108m3，預計2030年缺水量將達到（400~500）×108m3。根據(jù)“十五”計劃綱要的要求，到2005年我國城市污水集中處理率要達到45%。如污水深度凈化后回用率平均達到20%，則“十五”末期污水回用量可達到40×108m3/a，這可解決全國城市缺水量的一半以上。因而開發(fā)和應用投資省、見效快、運行成本低的污水深度凈化回用處理技術已經成為確保社會經濟可持續(xù)發(fā)展的重大課題。二、污水高純度凈化工藝流程

污水廠出水（COD100~120mg/l）→生物接觸氧化4~8小時→曝氣生物濾池→吸附—電解法脫鹽、殺菌→純氧氧化有機物→出水排放達工業(yè)用水標準

1、水廠出水還剩下一部分可以生物降解的有機物，這部分有機物只有在高溶解氧條件下由好氧微生物去除。對于生物接觸氧化系統(tǒng)來說，自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌會競爭空間和氧氣，異養(yǎng)微生物為優(yōu)勢菌，有機物濃度相對偏高，異養(yǎng)菌生長快，氧的供應受到限制，自養(yǎng)菌不可能得到生長，異養(yǎng)微生物為優(yōu)勢菌，有機污染物COD主要在這里被去除；有機污染物濃度沿氧化系統(tǒng)逐漸降低，有機物濃度很低時，異養(yǎng)菌生長受到限制，對氧的競爭能力減弱，通過附著生長，自養(yǎng)菌如硝化細菌就能占優(yōu)勢，氨氮被硝化，在水中溶解氧充分的條件下，水中氨氮在亞硝酸化細菌和硝酸化細菌作用下被硝化成亞硝酸鹽和硝酸鹽：

亞硝酸化細菌

與此同時，生物接觸氧化系統(tǒng)中的異養(yǎng)型微生物氧化分解水中的有機基質，使水的有機物綜合指標COD、TOC等降低：因此當進水是微污染水即污水廠二級出水時，可發(fā)生碳污染物的去除和硝化反應。

2、曝氣生物濾池是生物膜法的一種，池內裝有濾料層，池頂裝有布水，池底安裝布氣管，其結構形式類似于氣水反沖洗的砂濾池。運行時水流方向由上而下，曝氣空氣由下向上升形成氣水對流或者水流方向由下而上，曝氣空氣同步，形成氣和水同向流。采用曝氣生物濾池，主要是因為它有以下的特點：（1）池內裝有的濾料比表面積大，空隙率高，有利于微生物的接種掛膜和生長繁殖，保持較大的生物量和生物活性；（2）濾料比表面積大，氣泡在濾料孔隙內滯留時間長，從而與生物膜接觸充分，硝化菌易于得到充足的氧，即可獲得較好的脫氮效果；（3）由于存在截留與生物吸附作用，濾池通過過濾作用也能去除部分污染物，使得出水中懸浮物SS含量降低；（4）對于運行時水流方向由上而下，曝氣空氣由下而上的來說，濾料對曝氣上升氣泡起到切割和阻擋作用，使氣泡的停留時間和氣液接觸面積增加，從而提高了氧利用率，此工段過程水質中BOD含量已很低，在COD/BOD比值失調情況下，浸沒式生物接觸氧化工藝去除率大為下降，而濾層表面寄附著大量微生物，從而降低了能耗?？偠灾?，曝氣生物濾池具有生物量大、能耗低、出水懸浮物含量低、對COD、濁度、氨氮、SS等都有較高的去除率。

3、微電解原理（1）鐵、鋁等低電位金屬的溶解產生具有新生態(tài)活性的Fe2+、Fe3+和Al3+，起吸附-凝聚作用，通過電凝聚而去除污染物；（2）Fe2+的還原作用；（3）陰極上H+還原產生新生態(tài)H，能與水中許多組分發(fā)生氧化還原反應，使污染物降解或破壞發(fā)色物質的發(fā)色基團結構而脫色；（4）陰極出現(xiàn)的H2O2可去除不中有機污染物；（5）陰極直接還原作用，將高價金屬離子還原為低價金屬離子或金屬；一般而言，微電解往往是幾種作用同時發(fā)生。廢水的微電解處理反應包括3個方面的基本作用：電凝聚、電氣浮、電解氧化和還原。根據(jù)微電解原理，陽極過程主要為鐵、鋁等金屬材料的溶解，陰極過程主要為氧或氫離子的還原。即：

主要陽極反應：Fe→Fe2++2e

Al→Al3++3e

主要陰極反應：4H++4e→[4H]→2H2

O2+2H2O+4e→4OH-

采用電解+活性炭吸附（吸附-電解法）可以很好地解決殺菌問題，而且處理效果比單獨電解和單獨吸附的總效果還好。在吸附區(qū)導電性活性炭對進水中污染物和細菌進行吸附，吸附區(qū)兩端裝有電極，施以電壓電解，使水消毒、殺菌。在活性炭再生時，抽氣通風，使能脫附的污染物與水、氣一齊排至排水管，該裝置很好地延長了活性炭再生周期，穩(wěn)定了水質。

如果所利用的水質要求低鹽度，則可采用EST電吸式凈水設備來除鹽。這裝置是利用電極表面來吸附水中離子及帶電粒子，以使水中溶解的鹽類及其它帶電物質在電極表面富集濃縮而實現(xiàn)水的凈化/淡化的。當電極表面吸附的帶電粒子趨向飽和，此時電導率逐漸升高，應進入再生環(huán)節(jié)，再生時應斷開直流電源，模塊兩極短接放電，富集在電極表面的帶電粒子脫落下水，隨水沖走外排。當需大水量供水時幾級模塊并聯(lián)運行即可。

4、用純氧，這是因為：純氧曝氣工藝中可使污水的溶解氧達到很高，氧的傳質擴散不