如何處理混有養(yǎng)殖廢水的生活污水
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隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)戶生活質(zhì)量的顯著提高，農(nóng)村生活用水量和用水保證率也大幅變上升，從而帶來了農(nóng)村生活污水量的大幅度増加。農(nóng)村生活污水主要通過以下三種途徑排入地表環(huán)境：1)直接流向地面；2)就近排入河道；3)通過下水道排入河道。農(nóng)村生活污水特別是混有養(yǎng)殖廢水的農(nóng)村生活污水因收集和處理不當(dāng)，已對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。近年來，在農(nóng)村生活污水處理方面運(yùn)用了土地種植植物處理的生態(tài)化方法（即人工濕地）和微動力生物技術(shù)方法進(jìn)行處理，取得了一定的效果。然而，從實(shí)際的人工濕地法處理來看，其處理農(nóng)村生活污水中普遍遇到的問題有：第一，系統(tǒng)極易受混有養(yǎng)殖污水的高濃度農(nóng)村生活污水沖擊，濕地植技根系缺氧等酸畋枯死，導(dǎo)致處理系統(tǒng)癱瘓；第二，季節(jié)適應(yīng)性不強(qiáng)，易受氣溫影響，植技難于更換；第三，濕地植技的氣根常被排水峰期浸泡，系統(tǒng)中微生物的作用得不到充分發(fā)揮；第四，長期運(yùn)行以后易形成嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致處理效率下降，而微動力生物技術(shù)方法對純生活污水的處理效果是可以的，但是對混有養(yǎng)殖廢水的生活污水則無能為力，氨氮往腿標(biāo)，如雖制住氨氮，投資要増加、設(shè)備要増多，運(yùn)行費(fèi)用及管理難度也隨之加大，造成農(nóng)村污水處理站難以持續(xù)運(yùn)行。
為了選擇一種既可以模擬自然生態(tài)的污水凈化模式，同時(shí)又能有效地解決現(xiàn)有人工濕地和生物技術(shù)方法存在的缺陷，確保污水處理系統(tǒng)在一年四季中得到穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)標(biāo)排放。筆者從建設(shè)和運(yùn)營多個(gè)農(nóng)村生活污水處理工程項(xiàng)目中，針對現(xiàn)有的污水細(xì)支術(shù)與農(nóng)村生活污水的特殊性，經(jīng)過科學(xué)的優(yōu)選和試驗(yàn)研究，創(chuàng)新樹也將組合填料微動力生態(tài)水培技術(shù)應(yīng)用在混有養(yǎng)殖廢水的農(nóng)村生活污水處理中，建立了一種適宜于農(nóng)村污水特點(diǎn)和具有生態(tài)化污水處理能力的新技術(shù)，避免因農(nóng)村生活污水直接排放而引起水體、土壤和農(nóng)產(chǎn)品的污染，對減少農(nóng)村水源污染、建設(shè)清潔鄉(xiāng)村、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。
1 工程概況
1.1 工藝流程
組合填料微動力生態(tài)水培處理技術(shù)應(yīng)用于南寧市青秀區(qū)伶俐鎮(zhèn)王京村“清潔水源、清潔田園、清潔家園”美麗鄉(xiāng)村科技惠民示范工程。該項(xiàng)目處理規(guī)模為：生活污水50m3/d，養(yǎng)殖污水5m3/d。
1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)組合填料微動力生態(tài)水培槽設(shè)計(jì)有微曝與循環(huán)系統(tǒng)，用光伏能做動力，由自動控制實(shí)行間隙供氧和循環(huán)操控運(yùn)行，合理的微曝產(chǎn)生好氧一缺氧一兼氧的生態(tài)環(huán)境。
(2)組合填料微動力生態(tài)水培槽底部設(shè)計(jì)有活 性污泥固定床，在自動控制間隙供氧的條件下，活性污泥固定床具有好氧、兼氧、厭氧菌種共存，尤其使得硝化菌和反硝化菌共存，可一體化完成硝化和反硝化去除污水中的氮磷和有機(jī)物質(zhì)。
(3)組合填料微動力生態(tài)水培槽設(shè)計(jì)有活性污泥懸浮床，采用淺層曝氣技術(shù)，在水培槽循環(huán)水力推流下，活性污泥懸浮床是好氧微生物菌群直接處理、降解有機(jī)物的場所。
(4)組合填料微動力生態(tài)水培槽設(shè)計(jì)有植技栽培浮床，優(yōu)選根系發(fā)達(dá)的水生植物，利用其生長繁殖過程中的根系表面形成的生物菌團(tuán)，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、懸浮物和有機(jī)物質(zhì)，凈化水質(zhì)。
(5)采用深溝型水培槽設(shè)計(jì)，使長細(xì)的植技根系往水中生長，既有利于大量微生物、藻類和微小動物的生長繁殖，去除生活污水中的氮、磷化合物和含碳有機(jī)物質(zhì)，使污水得到凈化，同時(shí)又有效地解決了人工濕地長期運(yùn)行易形成嚴(yán)重堵塞的難題。
1.3 工藝優(yōu)勢分析
組合填料微動力生態(tài)水培有別于水培技術(shù)。水培技術(shù)通過人為地將化學(xué)肥料配制成水培植技生長所需的液體肥；而該技術(shù)則利用原污水的水質(zhì)，經(jīng)過預(yù)處理后變成水培植技生長所需的液體肥，通過采用多層組合填料水培槽，利用植物生長發(fā)達(dá)的根系形成的生物菌團(tuán)，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、懸浮物和有機(jī)物質(zhì)從而達(dá)到污水凈化。同時(shí)該技術(shù)設(shè)計(jì)可自動控制實(shí)行間隙微曝供氧和循環(huán)操控運(yùn)行，且利用光伏能為處理系統(tǒng)提供動力，有效地降低了處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
在植物選取方面，根據(jù)優(yōu)選植技生理對營養(yǎng)液的要求，即具有低氫離子濃度（pH)、低導(dǎo)電率(EC)、低溶氧量（DO)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，葉菜類蔬菜符合植物生理對營養(yǎng)液的要求，且在兩廣亞熱帶地區(qū)的高氣溫條件下，其生長速度較快，污水中大量的氮、磷化合物和含碳有機(jī)物質(zhì)作為其營養(yǎng)物質(zhì)得以去除。
2 處理效果分析
從2014年6月25日起啟動生態(tài)水培處理污水系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，以7天為一個(gè)試驗(yàn)小期連續(xù)運(yùn)行，第一個(gè)小期每天由自控計(jì)量向處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池添加lm3養(yǎng)殖沼液，第二個(gè)小期每天由自控計(jì)量向處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池添加2m3養(yǎng)殖沼液，第三個(gè)小期每天由自控計(jì)量向處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池添加3m3養(yǎng)殖沼液，第四個(gè)小期每天由自控計(jì)量向處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池添加4m3養(yǎng)殖沼液，第五個(gè)小期每天由自控計(jì)量向處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池添加5m3養(yǎng)殖沼液。研究試驗(yàn)依據(jù)生態(tài)水培植技的生長特點(diǎn)，采用逐步増大處理負(fù)荷的方法進(jìn)行，時(shí)間共計(jì)35天，以7天為一個(gè)試驗(yàn)小期記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
從第一個(gè)小期自動計(jì)量向處理系統(tǒng)添加養(yǎng)殖沼液后，排水口的CODcr為35mg/L,這是因?yàn)樵诘?一2小期態(tài)水培槽依靠槽中的微曝裝置供氧，激發(fā)各生物菌群的生長與形成和各功能槽的作用，對污水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行消化分解。在第3—4小期隨著生態(tài)水培槽植技的生長茂盛和根系的繁殖生長，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、懸浮物和有機(jī)物質(zhì)，從而使水質(zhì)得到凈化，所監(jiān)測到排水口的氨氮為3.2mg/L。
排水口CODcr濃度變化
第1—4小期的監(jiān)測結(jié)果可知，在第3小期后隨著生態(tài)水培槽內(nèi)各種菌團(tuán)的形成和植技的茂盛生長，污水中氨氮的去除率顯著，而進(jìn)入第4小期后，生態(tài)水培槽末端3槽水培植技出現(xiàn)生長緩慢的跡象，這是因該段系統(tǒng)中氨氮濃度過低，污水中氮磷等植物生長必需的營養(yǎng)元素大部分已經(jīng)去除所造成。
排水口氨氮濃度變化
根據(jù)第5個(gè)試驗(yàn)小期的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，生態(tài)水培槽處理系統(tǒng)排水口的⑴Dcr為20mg/L、BODASmg/L、氨氮為1.63mg/L，遠(yuǎn)低于囯家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002) —級B標(biāo)準(zhǔn)，其處理系統(tǒng)去除率顯著。
第五個(gè)試驗(yàn)階段后的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)
3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
該系統(tǒng)采用組合填料微動力生態(tài)水培技術(shù)處理混有養(yǎng)殖廢水的農(nóng)村生活污水，其中光伏能為處理系統(tǒng)提供動力，生態(tài)水培槽設(shè)計(jì)集傳統(tǒng)的厭氧、好氧生化池、沉淀池和人工濕地集為一體（槽），該系統(tǒng)的基 建投資和工藝能耗估算。
由于采用筆者公司設(shè)計(jì)的生態(tài)水培槽技術(shù)，在占地面積為160m2的情況下，年處理混合污水量為20000m3，年運(yùn)行費(fèi)用僅是設(shè)備維修費(fèi)用<100元。同時(shí)整套系統(tǒng)裝機(jī)容量為1.85kW，主要動力消耗為生態(tài)水培槽微曝氣和循環(huán)系統(tǒng)，利用3kW光伏能可以滿足整個(gè)處理系統(tǒng)提供動力需求，每年節(jié)約用電3376kW,按每kW電費(fèi)0.6元計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)2025元，有效地降低了處理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
4 結(jié)論
利用光伏能生態(tài)水培新工藝處理混有養(yǎng)殖廢水的農(nóng)村生活污水，出水水質(zhì)穩(wěn)定，從其運(yùn)行的狀況和運(yùn)行的效果表明：
(1)生態(tài)水培槽的對于混有養(yǎng)殖污水的農(nóng)村綜合生活污水中CODcr、氨氮、B0D5、懸浮物的去除效果顯著，其出水達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002)—級B標(biāo)準(zhǔn)。
(2)生態(tài)水培槽污水處理系統(tǒng)不但具有處理污水的顯著效果，同時(shí)也獲得水培植物（如葉菜類）不同季節(jié)的收益，實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán)再利用。
(3)運(yùn)用光伏能可以滿足水處理系統(tǒng)中動力需求；生態(tài)水培槽設(shè)計(jì)集傳統(tǒng)的厭氧、好氧生化池、沉淀池和人工濕地集為一體（槽）。該技術(shù)節(jié)省了污水處理工程建設(shè)的投資、土地面積的占用，減輕村級電耗的負(fù)擔(dān)，從而有效地降低了處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
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