作者：劉明元 李曉霞 何業(yè)俊 羅鑫 張文藝 單位：常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院 馬鞍山市黃河水處理工程有限公司

南方沿江地區(qū)村鎮(zhèn)居民一般沿河浜兩岸或湖塘四周分散而居，生活污水排入附近的河浜或湖塘，造成河浜、湖塘污染嚴(yán)重，有些河浜、湖塘基本失去原有功能，成為納污池，水體富營養(yǎng)化十分嚴(yán)重［1～6］。沿江地區(qū)村鎮(zhèn)生活污水主要特點如下:①千百年來農(nóng)村住戶分散而居，污水就近分散排放，造成農(nóng)村環(huán)境治理過程中，污水收集管網(wǎng)和收集系統(tǒng)建造困難;②污水成分復(fù)雜，含有較高的人畜糞尿成分，氮、磷含量較高，一般不含有毒物質(zhì)，含有大量的細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵;③污水排放量小，間歇排放，變化系數(shù)大;④污水可生化性強(qiáng)，水質(zhì)渾濁、色深且具有惡臭。因而尋求基于村鎮(zhèn)污水特點的造價低廉、效果良好、維護(hù)管理簡單的村鎮(zhèn)污水收集處理方式［3，5，7］，是環(huán)保工作者近年來的一個研究熱點。

安徽省馬鞍山市某村鎮(zhèn)污水處理示范工程采用原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)，沿湖塘岸邊建造生態(tài)混凝土墻，與岸邊構(gòu)成生態(tài)調(diào)節(jié)溝收集污水，以湖塘自身作為污水處理載體，并在其中構(gòu)建凈化浮島和景觀浮島以凈化水體，該處理模式在不建設(shè)村鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)和污水收集系統(tǒng)的前提下，實現(xiàn)了對污水的100%收集，同時解決了居民隨意向湖塘中傾倒污染物的問題，在治理分散村鎮(zhèn)生活污水的同時保持了湖塘良好的水質(zhì)，具有處理效果好、運行費用低和維護(hù)方便等特點，生態(tài)效益顯著。

1示范工程概況

工程治理湖塘平均長度約為110m，平均寬度約為52m，面積約5720m2，平均深度為3m。接納的污水包括周邊居民生活污水、集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場污水及垃圾收集池滲濾液等，湖塘為典型緩流納污水體，水質(zhì)惡臭，藻類瘋長。周邊常住人口為3000人，流動人口為1000人。

1.1設(shè)計水量

日用水量標(biāo)準(zhǔn):居住人口用水量為100L/(人•d);流動人口用水量為50L/(人•d)。生活污水量按用水量的80%計，為280m3/d。農(nóng)貿(mào)市場屠宰家禽污水量約15m3/d，其他污水產(chǎn)生量按5m3/d計算，則總污水產(chǎn)生量為300m3/d，設(shè)計處理水量為360m3/d。

1.2設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)

根據(jù)沿江地區(qū)生活污水相關(guān)資料，考慮到垃圾滲濾液直接排入湖塘，確定了工程設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)(見表1)。出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的一級B標(biāo)準(zhǔn)。

1.3工藝流程與原理

工程采用生態(tài)調(diào)節(jié)溝/生態(tài)混凝土墻/原位增氧/生物強(qiáng)化/人工浮島方案，工藝流程如圖1所示。以村鎮(zhèn)為單元，沿岸村鎮(zhèn)農(nóng)戶將生活污水就近排入生態(tài)調(diào)節(jié)溝，一部分污水沿生態(tài)調(diào)節(jié)溝降解凈化水質(zhì)，一部分塘內(nèi)污水經(jīng)生態(tài)混凝土墻過濾降解后，進(jìn)入生態(tài)調(diào)節(jié)溝，再經(jīng)提升泵進(jìn)入原位增氧池，通過曝氣對水體進(jìn)行復(fù)氧，以達(dá)到除臭、降解有機(jī)物的目的，處理后污水自流進(jìn)入生物強(qiáng)化池，進(jìn)一步去除氮、磷等污染物，出水進(jìn)入湖塘內(nèi)，利用凈化浮島和景觀浮島進(jìn)行深度凈化，最終使得河浜或湖塘的污水得到凈化。生態(tài)調(diào)節(jié)溝中的底泥可作為綠色生態(tài)肥料，每年春季清淤一次。本組合工藝凈化機(jī)理如下:

①生態(tài)混凝土板具有過濾截留吸附功能，如土壤顆粒孔隙的截留作用，黏土等硅酸鹽類物質(zhì)的離子交換和吸附作用，重金屬離子與土壤膠體、腐殖酸等的螯合作用，與土壤中的某些組分形成難溶性化合物或因pH值、ORP改變而產(chǎn)生的沉淀、揮發(fā)，與土壤中的鐵、鋁、鈣、磷、碳酸鹽等發(fā)生反應(yīng)，氨氮在堿性條件下?lián)]發(fā)等。

②生態(tài)混凝土板內(nèi)部能夠產(chǎn)生生物膜進(jìn)而通過各種微生物的相互依存、協(xié)同作用，降解各種有機(jī)物和氮磷等污染物。

③生態(tài)調(diào)節(jié)溝內(nèi)主要是利用水生高等植物降解污染物，其生長快，且在生長期間有效吸收并富集水中的營養(yǎng)鹽，起著營養(yǎng)泵或營養(yǎng)庫的作用，合理構(gòu)建并維持水生植物生物量，可轉(zhuǎn)移出氮、磷等營養(yǎng)鹽，保持水體凈化能力。水生植物上附生的藻類在凈化水質(zhì)方面也有一定的作用。

④凈化浮島和景觀浮島內(nèi)種植美人蕉、聚草、四角菱、鳳眼蓮、燈芯草等水生植物，利用植物的吸收、降解和蒸騰作用及其植物根系表面生物膜的降解作用來吸收、降解有機(jī)物、氮磷等各種污染物。

2主要構(gòu)筑物設(shè)計

2.1生態(tài)調(diào)節(jié)溝及生態(tài)混凝土墻設(shè)計有效容積為1320m3，停留時間約4．4d。設(shè)計長度為220m，設(shè)計有效水深為3．0m。沿湖塘岸邊建造生態(tài)混凝土墻，與岸邊構(gòu)成生態(tài)調(diào)節(jié)溝，工程主要由生態(tài)混凝土墻、生態(tài)調(diào)節(jié)溝、凈化浮島和景觀浮島組成。生態(tài)混凝土墻由生態(tài)混凝土板、填充鋼渣、生態(tài)混凝土插槽、C15混凝土墊層組成，具有過濾截留和生物降解功能。實施了池塘清淤、周邊垃圾清理、生態(tài)護(hù)坡，利用在凈化浮島和景觀浮島種植的菖蒲、再力花和水葫蘆去除或分解有機(jī)污染物，削減污染負(fù)荷，提高可生化性。通過以上工程實現(xiàn)攔截水中雜質(zhì)，均勻水質(zhì)、水量，去除或分解有機(jī)污染物，削減污染負(fù)荷，提高可生化性的功能，為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造良好條件。

2.2原位增氧池原位增氧池為鋼混結(jié)構(gòu)，設(shè)計有效容積為90m3，平均寬度為2．0m，設(shè)計長度為15m，設(shè)計有效水深為3．0m，停留時間約為0．3d。池內(nèi)安裝推流式曝氣機(jī)2臺(1用1備)，對水體復(fù)氧，同時安裝不銹鋼支架和半軟性填料，通過半軟性填料上生長的生物膜，對污水進(jìn)行生物吸附、過濾和降解。

2.3生物強(qiáng)化池生物強(qiáng)化池為鋼混結(jié)構(gòu)，設(shè)計有效容積為45．6m3，平均寬度為2．0m，設(shè)計長度為7．6m，設(shè)計有效水深為3．0m，停留時間約3．6h。安裝不銹鋼支架和半軟性填料，通過半軟性填料上生長的生物膜，對污水進(jìn)行生物吸附、過濾和降解，去除有機(jī)物、總磷和氨氮。

2.4塘內(nèi)浮島凈化段設(shè)計浮島面積為300m2。浮島尺寸為5m×2m，共30組。

2.5生態(tài)護(hù)岸段主要工程包括河岸垃圾清理、沿岸垃圾池建設(shè)、現(xiàn)有排污渠道清理、生態(tài)護(hù)坡。其主要功能為規(guī)整河岸，美化景觀，建立起河水生態(tài)和河岸生態(tài)良好的互動，削減污染負(fù)荷。

3運行效果、減排與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

3.1運行效果本工程建設(shè)前塘內(nèi)COD為12．03mg/L、NH3－N為2．89mg/L、BOD5為7．68mg/L，建成后水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表2。監(jiān)測結(jié)果顯示，其出水COD、NH3－N、TP、SS指標(biāo)均優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)的一級B標(biāo)準(zhǔn)，塘內(nèi)水體基本達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類水質(zhì)。

3.2減排效果分析工程運行表明:湖塘周邊地區(qū)300m3/d污水持續(xù)流入，通過本工程處理后，可減排COD為43．11t/a、NH3－N為5．98t/a、TP為0．86t/a，使湖塘水質(zhì)由《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)劣Ⅴ類提升至Ⅲ類水質(zhì)，并較好地維持在Ⅲ類水質(zhì)。