馬 玲（阜新市環(huán)境監(jiān)測中心站 遼寧 阜新 123000）

1 前言

由于農(nóng)村生產(chǎn)生活的分散性和特殊性，“十二五”以前，阜新地區(qū)農(nóng)村普遍缺乏完善的污水排放系統(tǒng)。農(nóng)村水污染問題對居民飲用水和生活用水的安全造成了不利影響，也嚴重影響了農(nóng)民生活質(zhì)量的提高。因此，“十二五”期間，遼寧省每年按全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)20%左右的比例建設(shè)污水處理設(shè)施，5年累計建設(shè)900座以上。阜新市政府積極響應(yīng)上級文件精神，大力推進鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè)工作。研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采用人工濕地處理工藝的污水處理工程有3座，占阜新地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程的37.5%；污水處理規(guī)模4600m3/d，占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體污水處理規(guī)模的33.1%；即阜蒙縣地區(qū)運用人工濕地處理工藝的污水處理工程有：福興地鎮(zhèn)污水處理廠、泡子鎮(zhèn)污水處理廠和伊嗎圖新鎮(zhèn)區(qū)污水處理廠。

2 人工濕地工藝工程實例介紹

本研究選取福興鎮(zhèn)污水處理廠作為工程實例，對人工濕地鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程進行詳細介紹。

2.1 實例概述

福興地鎮(zhèn)污水處理廠工程運用生物接觸氧化+人工濕地處理工藝，設(shè)計處理能力為600m3/d，服務(wù)人口5000人，占地面積為2500m2，工程直接投資約1184.07萬元。

本項目污水處理工藝包括預(yù)處理、一級處理、二級處理和深度處理四個階段。預(yù)處理：預(yù)處理就是在一級處理之前去除污水中大塊的呈懸浮狀或漂浮狀態(tài)的污物以及沉降效果較好的砂礫等，以確保處理系統(tǒng)安全運行。一級處理主要目的是為二級處理減輕負荷。一級處理：一級處理主要目的是為了二級處理減輕負荷，通常采用的工藝為沉淀池，小規(guī)模污水處理設(shè)施，根據(jù)處理方式的不同可以省去初次沉淀池?？紤]到該工程污水水量較小，未設(shè)置初沉池，僅設(shè)置調(diào)節(jié)池，其調(diào)節(jié)池具有一定的沉淀功能。二級處理：生物接觸氧化工藝，提高污染物去除效率，使進入濕地系統(tǒng)的污水滿足人工濕地進水水質(zhì)要求，以保證濕地系統(tǒng)的處理效果。深度處理：深度處理是污水處理設(shè)施的中心環(huán)節(jié)，污水中大部分污染物在深度處理中得到降解和去除，從而使出廠污水達到排放標準。本項目選擇潛流式人工濕地作為工程深度處理工藝。濕地面積總計為1800m2，在濕地入口處設(shè)置d8-16礫石過濾區(qū)。潛流濕地分3個序列，每個單元尺寸30m×20m。其中潛流濕地結(jié)構(gòu)如下：壓實粘土、防水土工膜，400mm厚礫石（d16-32），300mm厚礫石（d8-16），10mm厚粗砂，200mm厚種植土，濕地內(nèi)均勻種植蘆葦、茭白、香蒲等濕地植物，植物密度9株/m2以及觀賞型花卉。底部夯實，濕地防滲采用HDPE防滲膜。

污水處理工藝見圖1。

圖1 福興地鎮(zhèn)污水處理設(shè)施工藝流程圖

2.2 工藝特點

從技術(shù)的新穎性、先進性及技術(shù)的成熟程度分析看，MBBR反應(yīng)器+潛流式人工濕地工藝是近年來城鎮(zhèn)污水處理廠的新型處理工藝。不僅能滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的要求，水質(zhì)穩(wěn)定，能耗低，且維護管理簡單；人工濕地處理系統(tǒng)同其他污水處理廠經(jīng)濟參數(shù)比較除了占地面積大于污水處理廠，其他各項費用都低于污水處理廠，單位污水的處理費用還不到污水處理廠的十分之一。

同時人工濕地系統(tǒng)能增加綠地面積，改善和美化生態(tài)環(huán)境等。人工濕地的系統(tǒng)內(nèi)部生物體和非生物體之間可以進行連續(xù)的能量和物質(zhì)交換，與一般農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不同，它是以污水處理為目標，包括資源再生和再利用的良性循環(huán)系統(tǒng)，濕地邊沿可以種植糧食作物，以供野生動物食用。濕地部分為開放水面，其余種植植物，在濕地里有淺水區(qū)、深水區(qū)、植物區(qū)、島、自然地和人工建造的開闊地帶。同時，人工濕地系統(tǒng)也可檢測類似于生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)良生態(tài)系統(tǒng)，在濕地上種植經(jīng)濟作物，利用這些經(jīng)濟作物養(yǎng)殖水生生物和家禽家畜，提高人工濕地的整體經(jīng)濟效益。

2.3 工藝運行效果

福興地鎮(zhèn)污水處理廠自運行以來，日進水量約320t，低于設(shè)計規(guī)模，全年處理效果良好，出水水質(zhì)達到GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施污染物排放》一級B標準，達標后，COD排放濃度為60mg/L，氨氮排放濃度為8mg/L，則本項目每年向西大河排放COD13.14t，氨氮1.75t。本項目建成前，福興地鎮(zhèn)生活污水未經(jīng)處理直接排放，以廢水量320m3/d計，年排放COD37.61t，NH3-N6.92t。本項目建成后，減排COD24.47t/a，氨氮5.17t/a。達標出水消毒后用于農(nóng)灌。

3 工程應(yīng)用比較

泡子鎮(zhèn)污水處理廠和伊嗎圖新鎮(zhèn)污水處理廠的處理工藝與福興地鎮(zhèn)污水處理廠的處理工藝相似，主要都采用了人工濕地進行深度處理，同時，為了處理效果的需要，人工濕地前的二級處理-生物接觸氧化工藝都選用了BFMS-MBBR反應(yīng)器，即移動床生物膜反應(yīng)器，將污染物濃度降低到滿足濕地的要求，排入潛流式濕地系統(tǒng)進行深度處理，達到預(yù)期的處理效果。

通過分析三個污水處理廠 的處理工藝、工程概括，投資情況和運行現(xiàn)狀，現(xiàn)將三個污水處理廠的現(xiàn)狀進行比較，具體見表1。

表1 生物氧化+潛流式人工濕地污水處理工藝應(yīng)用比較

4 運營問題分析

根據(jù)以上對比可以看出，建成的人工濕地工藝鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠存在以下問題：（1）三個污水處理廠處理工藝相似，工程現(xiàn)狀、投資情況、運行現(xiàn)狀基本相似。（2）BFWS-MBBR反應(yīng)器+潛流式人工濕地是人工濕地在阜新地區(qū)農(nóng)村處理生活污水運用比較普遍的工藝，工藝可靠，污染物去除效率，出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定，且設(shè)備維護簡單易操作。（3）污水處理規(guī)模大的污水處理廠，運營費用低于污水處理規(guī)模小的污水處理廠，即福興地鎮(zhèn)污水處理廠一次性投資較低，但噸水平均下來的運營費用較高。（4）由于各個鎮(zhèn)的人口不一樣，污水處理廠設(shè)計處理規(guī)模不同，但鎮(zhèn)區(qū)普遍污水量較少，福興鎮(zhèn)設(shè)備現(xiàn)階段運行較合理，而其他兩個污水處理廠設(shè)計規(guī)模過大，現(xiàn)階段污水收集困難，設(shè)備運行較不穩(wěn)定。（5）由于北方冬季氣候較冷，保證人工濕地植物存活率問題比較困難，很多植物在冬天不能存活下來，死亡率較高，而給植物保暖費用較高，人工濕地景觀的可實行性出現(xiàn)問題。

5 人工濕地適用性改進建議

人工濕地對污染物的去除效率受環(huán)境影響較大，溫度與季節(jié)的變化影響著人工濕地系統(tǒng)內(nèi)的生物活性，所以在冬季人工濕地中，保持適宜微生物生長的溫度對于出水水質(zhì)是十分重要的。薄膜法的保溫效果比較好，在冬季對濕地采取了地膜覆蓋的保溫措施，發(fā)現(xiàn)濕地內(nèi)水溫降低幅度較小，在2℃左右，氣溫對濕地的影響很小。因為在白天天氣晴朗的時候，薄膜接受陽光照射，使得處理單元中的溫度升高；在冬季夜間，輻射能集中在5～25μm的長波輻射，薄膜具有較好的阻隔能力，用作覆蓋材料具有很好的保溫性，使得系統(tǒng)中的溫度長時間維持在較高的水平上，提高微生物的活性，而且在薄膜下覆蓋了約40cm厚的植物體，對人工濕地起到了有效地保溫作用，在沈陽渾南人工濕地選擇炭化后的蘆葦屑作為保溫措施，濕地出水溫度一直保持在9℃以上，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，說明濕地床內(nèi)生物反應(yīng)仍然進行較好。人工濕地工藝是國內(nèi)乃至世界倡導(dǎo)的環(huán)保處理工藝，我市人工濕地問題只要改進濕地植物種植，保證溫度和環(huán)境，人工濕地對污染物去除效率不受影響即可廣泛應(yīng)用。

在保證人工濕地冬季運行效率的基礎(chǔ)上，針對阜新地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)、運營管理的主要問題，我們提出：堅持市場驅(qū)動，運營規(guī)范化，引進BOT管理模式；加大政府資金撥付，確保運行費用；將鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠運行納入政府績效考核；加快污水收集管網(wǎng)等配套建設(shè)；因地制宜，科學(xué)規(guī)劃污泥處置方式；加強監(jiān)管，確保責(zé)任主體職責(zé)到位；人才支撐，加強專業(yè)人員引進培養(yǎng)；依法監(jiān)管，強化責(zé)任追究。通過一系列措施，保證污水處理廠正常有效運行，控制污水排放、促進水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。