生活污水是城市發(fā)展中的產(chǎn)物，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口不斷增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大，其產(chǎn)生量也不斷增加。生活污水近80% 未經(jīng)處理直接排入河湖海中。生活污水中大量的污染物質(zhì)會(huì)加重受納水體的污染物質(zhì)，造成水體水質(zhì)惡化。按建設(shè)部規(guī)劃要求，我國(guó)在2010年城市污水處理率應(yīng)達(dá)60% 。常規(guī)的生化二級(jí)處理工藝，能有效地降低污水中的五天生化需氧量(BODs)和懸浮物(ss)，但對(duì) N、P等營(yíng)養(yǎng)物只能去除10% 一20% ，其結(jié)果遠(yuǎn)不能達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，常規(guī)的生化二級(jí)處理工藝限于投資和運(yùn)行費(fèi)用過高，運(yùn)行管理復(fù)雜，難以在中小城市推廣。因此，研究開發(fā)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、且具有脫N除P的生物污水處理工藝顯得尤為重要。

本文介紹一種新型的生活污水處理工藝—— 降流式厭氧生物濾池 (Down Anaerobic Biofilter)與人工濕地(Constructed Wetland)組合工藝處理中小城鎮(zhèn)生活污水。

1 DAF反應(yīng)器去污機(jī)理

DAF是一種簡(jiǎn)單低耗的內(nèi)部填充有微生物載體的降流式厭氧生物反應(yīng)器。載體選用聚丙烯懸浮球，漂浮于反應(yīng)器的上部，厭氧微生物部分附著生長(zhǎng)在填料上，形成厭氧微生物膜，部分以厭氧活性污泥的形式存在于填料空隙間處于懸浮狀態(tài)。廢水流過已經(jīng)掛膜的填料，在微生物膜的吸附與代謝和濾料截留的共同作用下，污水中的有機(jī)污染物得以分解與去除，并能產(chǎn)生沼氣。填料表面的生物膜不斷生長(zhǎng)，部分老化的生物膜則剝落隨出水排出。

生活污水中的有機(jī)物基本上可分為碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)三大類，這些有機(jī)物在厭氧反應(yīng)器中的降解過程一般經(jīng)歷四個(gè)階段：(1)水解階段：高分子有機(jī)物在細(xì)胞外酶的作用下被分解為小分子，這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。(2)發(fā)酵階段：水解階段的小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外，這些簡(jiǎn)單的化合物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、CO 、H 、 NH，、HzS等，這一階段發(fā)酵細(xì)菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。(3) 產(chǎn)生乙酸階段：發(fā)酵階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、Hz、H CO，及新的細(xì)胞物質(zhì)。(4)產(chǎn)生甲烷階段：前一階段的乙酸、Hz、H CO，等被轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物CH 、CO 及新的細(xì)胞物質(zhì)。

2 人工濕地去污機(jī)理

人工濕地(CW)是根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，是一種新型廢水處理工藝。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物作用的綜合效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的凈化。

2.1 人工濕地對(duì)有機(jī)物的去除

人工濕地對(duì)有機(jī)物有較強(qiáng)的降解能力，成熟的人工濕地系統(tǒng)中的填料表面及植物根系生長(zhǎng)著生物相較為豐富的生物膜。廢水流經(jīng)濕地，不溶性有機(jī)物通過濕地沉淀、過濾作用，從廢水中截留下來而被微生物利用;可溶性有機(jī)物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代謝降解過程被去除。

2.2 濕地系統(tǒng)對(duì)N、P的去除

人工濕地對(duì)N的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀及NH，的揮發(fā)、植物的吸收和微生物的硝化和反硝化作用。濕地植物通過光合作用產(chǎn)生的氧氣，通過植物的莖、根毛輸送并釋放到濕地環(huán)境中，供給濕地床除污需氧量，由于莖、根毛對(duì)氧氣的輸送，在根毛周圍形成了一個(gè)好氧區(qū)域，而離根系較遠(yuǎn)的區(qū)域呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)，更遠(yuǎn)的區(qū)域則處于厭氧狀態(tài)，使根系周圍的水環(huán)境中依次呈好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)的A O單元，使硝化和反硝化同時(shí)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)生物脫N，濕地系統(tǒng)對(duì)N 的去除主要是取決于微生物的硝化和反硝化作用。

人工濕地對(duì)P的去除作用包括基質(zhì)的吸收和過濾、植物的吸收、微生物去除及物理化學(xué)作用。表層土壤 (含ca)中ca與P的反應(yīng)、含ca填料與P的反應(yīng)，生成不溶性Ca3PO.而從廢水中沉淀去除，濕地床中植物吸收無機(jī)P，在吸收同化作用下，將無機(jī)P 變成植物體的組成部分，最后通過植物收割去除，微生物對(duì)P的去除是由于P在還原區(qū)以磷酸鹽的形式釋放到流動(dòng)相中，而在好氧區(qū)除P菌有過度吸收磷酸鹽的能力，將P吸收去除。

3 DAF+CW 組合處理生活污水

3.1 中小城鎮(zhèn)生活污水的特征和污水處理要求

(1)中小城鎮(zhèn)人口較少，分布廣而且分散，生活污水水質(zhì)、水量波動(dòng)性大，排水管網(wǎng)很不健全，因此，所選污水處理工藝應(yīng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，且宜就近單獨(dú)處理。

(2)中小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)力量薄弱，因此，污水處理應(yīng)充分考慮造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗或無能耗的工藝。 (3)中小城鎮(zhèn)缺乏污水處理專業(yè)人員，所選工藝應(yīng)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

3.2 DAF+CW 組合

DAF反應(yīng)器原則上只是一種預(yù)處理工藝，單獨(dú)的厭氧處理沒有提供對(duì)N、P等營(yíng)養(yǎng)元素去除的環(huán)境，出水化學(xué)需氧量(COD)也仍然偏高，因此，對(duì)DAF出水進(jìn)一步處理很有必要。

中試的DAF反應(yīng)器直徑為30 cm，高為2.5 In，采用宜興建達(dá)填料廠生產(chǎn)的聚丙烯多孔球型懸浮填料，直徑為 25ram，略輕于水，該填料比表面積大，填料投加比例為2/3。人工濕地用混凝土構(gòu)筑(6mx2mxO.7m)，池內(nèi)基質(zhì)有三層，底層為30～50mm小豆石(厚 50mm)，中間鋪5mm～20mm礫石(厚 450ram)，表層是厚度15ram的土層(土：石灰石=10：1，石灰石粒徑為5ram)，濕地種植蘆葦。

所用試驗(yàn)用水取自揚(yáng)州大學(xué)水建學(xué)院生活區(qū)化糞池出水，COD濃度平均值為168mg/L，PH=6.8左右，水溫平均為22℃。中試的工藝流程為生活污水一初沉池一厭氧生物濾池一調(diào)節(jié)池一人工濕地一出水。

DAF反應(yīng)器采用直接啟動(dòng)的方法，取揚(yáng)州中丹啤酒廠污水處理站的消化污泥作為厭氧接種污泥，生活污水與厭氧接種污泥各占50% ，同時(shí)投加適量玉米粉，靜態(tài)接觸2d，連續(xù)進(jìn)水，系統(tǒng)從2003年4月中旬開始運(yùn)行，到2003年8月初，記錄了中試每天的進(jìn)水負(fù)荷。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)平均的進(jìn)水負(fù)荷為0，2m3/(m2·d)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

物的吸收以及逐步提供了去除污染物的環(huán)境，使得污染物去除率也相應(yīng)提高。由于污染物經(jīng)DAF大部分去除，在負(fù)荷率不變的情況下，可大大縮小濕地面積，解決了人工濕地與其他好氧處理工藝相比占地面積大的問題，而SS經(jīng)DAF已去除部分，所以人工濕地也不會(huì)因ss過高造成容易堵塞表1 中試系統(tǒng)水質(zhì)凈化效果項(xiàng)目 PH SS C0Dcr NH3一N 11) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 進(jìn)水水質(zhì) 6.8 124 168 35 8 出水水質(zhì) 7，8 9 30 8 1 去除率(%) 92，7 82 70 87.5 試驗(yàn)結(jié)果表明，DAF掛膜容易，不需污泥回流，HRT(水力停留時(shí)間)為3h，容積負(fù)荷為1.12～1.38kgCOD/(m3· d)，COD去除率可保持60%左右。

經(jīng)DAF+CW 組合，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

在試驗(yàn)初期，系統(tǒng)出水中的各項(xiàng)污染物指標(biāo)和去除率變化很大，說明系統(tǒng)在開始運(yùn)行階段處于不穩(wěn)定狀態(tài)，而在初期，P的去除率相對(duì)較高，說明床體中基質(zhì)通過對(duì)P的吸收、吸附、生成CaaPO4等沉淀物質(zhì)而達(dá)到去除P 的效果，也即床體本身具有較好的脫P(yáng) 功能。在運(yùn)行初期SS的去除就呈現(xiàn)較高的去除率，表明ss經(jīng)DAF預(yù)處理后，主要是濕地床體對(duì)其過濾、沉淀、吸附作用的結(jié)果。5、6月份正是蘆葦生長(zhǎng)的季節(jié)，長(zhǎng)勢(shì)旺盛，隨著植物在基質(zhì)中逐漸形成根區(qū)作用層，植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)問題，同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多關(guān)于降流式厭氧生物濾池與人工濕地組合工藝的技術(shù)文檔。

4 結(jié)論

DAF+CW是一種無動(dòng)力組合工藝，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，有良好的生態(tài)效益。DAF作為生活污水的預(yù)處理技術(shù)，成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作，管理方便。人工濕地作為DAF的后續(xù)工藝，具有處理效果好，去除N、P能力強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便，造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，有著傳統(tǒng)的厭氧+好氧組合工藝無法比擬的優(yōu)勢(shì)。人工濕地種植沼澤植物，如蘆葦、美人蕉等，可增大綠化面積，美化環(huán)境;污水經(jīng)進(jìn)一步凈化，也可滿足回用，獲得污水處理與資源化的最佳效益，對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

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