【純水設備http://】近年來，農(nóng)村污染治理、生態(tài)環(huán)境保護和美麗農(nóng)村規(guī)劃建設受到國家和各級政府的重視。本課題將結(jié)合南雄新農(nóng)村案例，介紹一種維護方便、運行成本低的生態(tài)污水處理工藝(厭氧池+人工濕地)。

    為了提高農(nóng)村生活環(huán)境質(zhì)量，防止生活污水直接排放造成的環(huán)境污染，改善農(nóng)村居民的生活條件和面貌，農(nóng)村生活污水收集處理設施的設計、建設和運行管理需要科學合理的方法。

南雄新農(nóng)村建設項目選擇適合農(nóng)村、維護方便、純水設備運行成本低的生態(tài)污水處理工藝(厭氧池+人工濕地)，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。項目的實施完全符合環(huán)境保護和生態(tài)建設的總體要求。

首先，厭氧罐的基本原理

    厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)一直由環(huán)保人士的青睞,由于其去除水中的有機污染物具有良好的能力,和較高的反應速率和適應性高毒物質(zhì),更重要的是對比廢水好氧生物處理,不需要提供大量的能源消耗氧氣的轉(zhuǎn)移,使厭氧生物處理廣泛應用于水處理行業(yè)。一般來說，廢水中有很多復雜的有機物純化水設備，通過厭氧分解可以分為四個階段進行降解:

01水解階段

    大分子有機物由于其分子尺寸較大，不能直接通過厭氧細菌的細胞壁，需要在體外被細胞外酶分解成小分子。廢水中典型的有機物如纖維素被纖維素酶分解成雙糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成多肽和氨基酸。被分解的小分子可以通過細胞壁進入細胞內(nèi)進一步分解。

02酸化階段

    這些小的有機分子進入細胞體，被轉(zhuǎn)化成更簡單的化合物并分布在細胞外。這一階段的主要產(chǎn)物是揮發(fā)性脂肪酸，以及部分醇類、乳酸、二氧化碳、氫、氨、硫化氫等產(chǎn)物。

醋酸生產(chǎn)階段

    在此階段，酸化產(chǎn)物進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、碳酸、氫和新的細胞材料。

甲烷生產(chǎn)階段

    在這個階段，乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細胞材料。這一階段也是整個厭氧過程中最重要的階段，也是整個厭氧反應過程的極限階段。

二世。人工濕地的基本原理

    人工濕地是一種在人工生態(tài)系統(tǒng)中模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)，類似于“天然濕地”，但由人工控制構(gòu)建和監(jiān)督。它是一種人工污水處理生態(tài)系統(tǒng)，將石頭、沙子等一種或幾種介質(zhì)按一定比例組合成基質(zhì)，有選擇地植入植物。

    人工濕地凈化機理:人工濕地綜合了物理、化學、生物等多種功能在污水處理中的作用。當濕地系統(tǒng)發(fā)育成熟時，由于大量微生物的生長，填充物表面和植物根系會形成生物膜。當廢水流經(jīng)生物膜時，大量SS被填料和植物根系堵塞，通過生物膜的吸收、同化和反同化去除有機污染物。最后，濕地系統(tǒng)改變填充物或收割物和植物以去除污染物。

三是新農(nóng)村污水處理的基本原則

    (一)采用物理、化學、生物、生態(tài)技術(shù)，消除、純水設備降解或者無害化處理農(nóng)村生活污水中對農(nóng)村生活和環(huán)境有害的污染物;

    (2)根據(jù)村莊的具體情況，如地理位置、人口規(guī)模、集聚程度、地形地貌、排水特點和排放要求、經(jīng)濟承受能力等，采取適當?shù)奈鬯幚矸绞胶吞幚砑夹g(shù);

    (3)靠近城鎮(zhèn)，滿足市政排水管網(wǎng)接入要求，宜就近接入市政排水管網(wǎng)，將村生活污水納入城市生活污水收集處理系統(tǒng)。有必要對周邊城市管網(wǎng)的建設情況進行調(diào)查純化水設備。當附近正在建設市政排水管網(wǎng)時，有必要考慮將村污水接入正在建設的市政排水管網(wǎng)。

    (4)工藝簡單，操作維修管理方便，運行成本低。

四、收集新農(nóng)村污水的要求

    (1)農(nóng)村排水措施應因地制宜。在農(nóng)村，建議采用導流系統(tǒng)，污水通過污水管道進入污水處理設施進行處理，雨水通過溝渠或地表徑流排放。

    (2)收集的污水包括黑水和灰水。黑水是指村民的廁所污水，包括糞便、尿液和沖廁污水;灰水是指廁所的水和廚房的排水系統(tǒng)。

五、污水處理設施處理工藝

    農(nóng)村生活污水經(jīng)電網(wǎng)進入?yún)捬跎锬こ睾?，利用厭氧水解酸化反應發(fā)生的有機物去除;生物反應池出水進入人工濕地系統(tǒng)，進一步去除氮磷養(yǎng)分。

第一步:污水排放到三級化糞池

采用沉淀法和厭氧發(fā)酵法去除生活污水中的懸浮有機物。

步驟2:網(wǎng)格池

其作用原理主要是物理截留、截留污水中較大的污染物、懸浮物和漂浮物。

    用于清除可能堵塞泵組和管道閥門的粗懸浮物，保證后續(xù)處理設施的正常運行。人工清除格柵渣，防止孔堵塞，同時檢查格柵槽淤積情況，及時查砂并找出積砂原因;考試時間為1~3個月。

步驟三：厭氧生物膜池

    利用其中發(fā)生的厭氧水解靚化反應大幅度的去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機性污染物質(zhì)。

    （1）厭氧生物膜池是通過在厭氧池內(nèi)填充生物填料強化厭氧處理效果的一種厭氧生物膜技術(shù)。正常運行時，污水中的部分有機污染物將被除去，能有效降低后續(xù)處理單元的有機污染負荷。

    （2）填料。在反應區(qū)懸掛填料，填料須有利于微生物生長、易掛膜且不易堵塞，從而提高對BOD5和懸浮物的去除效果。一般采用軟性填料或半軟性填料（雪花片），為厭氧微生物附著生長提供固體表面，使其在填料表面形成生物膜。每年應對填料進行檢查更換一次。

（3）污泥儲存區(qū)。厭氧生物膜池的下層設置污泥儲存區(qū)，脫落的生物膜污泥應定期排放（抽排）并進行專門的處置（可就近農(nóng)用或脫水干燥后焚燒）。

    （4）厭氧生物膜池的調(diào)試包括接種（投加菌種）及馴養(yǎng)，定期對厭氧池進、出水水質(zhì)進行監(jiān)測，直到厭氧生物膜池的工作狀態(tài)逐步穩(wěn)定。

    （5）試運行。經(jīng)調(diào)試啟動階段達到穩(wěn)定工作狀態(tài)后進入試運行階段，定期監(jiān)測進出水水質(zhì)，定期對填料進行檢查更換和清掏污泥。

步驟四：人工濕地

    利用自然生態(tài)處理系統(tǒng)中的物理、化學、生物三重協(xié)同作用進一步去除前階段未能講解的有機物和氮、磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物，同時降低水體氮、磷含量。

    （1）由于人工濕地中的植物根系要長期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物，因此所選用的水生植物除了耐污能力要強外，純水設備對當?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件和周圍的動植物環(huán)境都要有很好的適應能力；根據(jù)南雄市的地理位置及氣候特點，濕地選擇的植物為美人蕉、黃菖蒲、風車草；植物種植時，應保持介質(zhì)濕潤，介質(zhì)表面不得有流水，植物生長初期，應保持池內(nèi)一定水深，逐漸增大污水負荷使其馴化。

（2）管理要求。

    ①人工濕地一般分為清水調(diào)試和污水聯(lián)動調(diào)試，采用負荷逐步提高法，也可采用污水直接調(diào)試，但需注意控制污水的濃度及進水流量；

    ②植物系統(tǒng)建立后，應保證連續(xù)提供污水，保證水生植物的密度及良性生長；應根據(jù)植物的生長情況，進行缺苗補種、雜草清除、適時收割以及控制病蟲害等管理，不宜使用除草劑、殺蟲劑等；定期對植物進行收割，并就近焚燒或搗碎反應成沼氣；

    ③在調(diào)試期各階段須對進出水質(zhì)進行檢測，污水接納量趨于正常，植物根系深入下層基質(zhì)，出水水質(zhì)達標，則人工濕地系統(tǒng)開始正常運行；

    ④啟動階段期間監(jiān)測的水質(zhì)指標包括：化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）、生化需氧量（BOD5）、總氮（TN）、總磷（TP）等，對于進出水水質(zhì)指標反映的問題，應及時對前段處理工藝或濕地基質(zhì)提出調(diào)整及改進方案。

六、厭氧+ 人工濕地體積和容量的選擇

    根據(jù)《廣東省農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指引》用水定額為 80~100L/(人?天)，因農(nóng)村戶籍人口與常住人口的存在較大的差異，根據(jù)污水量計算公式 Q w =n×q×z×η/1000，南雄市貧困村的日用水量約為 200~250 升/每戶，厭氧池與人工濕地的設施規(guī)模根據(jù)每個的自然村實際管網(wǎng)接戶數(shù)參照《污水處理設施基本規(guī)格表》進行選擇，如下圖所示：

    以南雄市-水口鎮(zhèn)-沙頭村-武臺崗自然村為例，登記戶數(shù) 70 戶，實際可接戶數(shù) 30 戶，參照上表所述，則采用 10T（m3/d）厭氧+人工濕地。

七、厭氧池+ + 人工濕地施工工藝流程

01 厭氧池厭氧池施工流程：

    施工前準備→基坑開挖→基礎(chǔ)處理→墊層澆筑→鋼筋捆扎→模板安裝→底板、墻身澆筑→模板拆除、養(yǎng)護→隔墻砌筑→防水砂漿上墻→結(jié)構(gòu)試水→頂板澆筑→厭氧池填料→基坑回填

02 人工濕地

人工濕地施工流程：

    施工前準備→基坑開挖→基礎(chǔ)處理→墊層澆筑→鋼筋捆扎→模板安裝→底板澆筑→磚墻砌筑→防水砂漿上墻→結(jié)構(gòu)試水→濕地填料、布管→水生植物種植→凈化排放→基坑回填純化水設備

03 厭氧池+ 人工濕地施工注意事項

（1）混凝土澆筑

① 要求振搗充分，無蜂窩、麻面；

② 澆筑過程中隨壓隨抹，達到表面光滑、無抹痕、色澤均勻一致；

③ 養(yǎng)護充分、到位，拆模后保持混凝土面潮濕，避免混凝土干縮開裂；

④ 厭氧池底板與墻身若分開澆筑，其施工縫須設止水鋼板，待主體澆筑完成后在開展后續(xù)工序。

（2）鋼筋綁扎

① 嚴格控制間距，間距合格率需達 90％以上；

② 底板筋綁扎必須要加墊片，滿足砼澆筑時的保護層要求；

③ 嚴禁不按圖施工，隨意置換鋼筋等級、大小。

（3）模板安裝

① 要求拼縫嚴密，保證不漏漿；

② 不得使用腐朽、扭裂、劈裂的材料作支撐；

③ 模板要具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑時產(chǎn)生的荷載。

（4）磚墻砌筑與批面

① 灰縫須飽滿，不得有豎向通縫，第一皮磚不得干鋪在底板上。

② 由于個別地區(qū)無商品混凝土供應的，純水設備采用自拌混凝土時，厭氧池要求內(nèi)外兩側(cè)都用 1:2 水泥砂漿（摻5%防水劑）抹面（20mm 厚）壓光，避免因自拌混凝土不達標導致滲水的事故發(fā)生。

（5）填料布管與植物種植

① 禁止在人工濕地填料上蓋土；

② 集水及布水管道禁止采用安全網(wǎng)等孔隙大的材料包裹；

③ 水生種植后應立即接管入戶，通水提高植物存活率。

八、基坑支護及軟基處理措施

01 基坑支護

（1）放坡開挖

    因污水處理設施施工場地選址一般為自然村村內(nèi)最低處，土質(zhì)較為復雜多變，施工環(huán)境相對較差，所以基坑開挖時要根據(jù)土質(zhì)情況放坡開挖，具體土質(zhì)對應的放坡系數(shù)與支護方式見下表。

    基坑采用一級放坡開挖，參照各類土質(zhì)情況進行放坡。在土質(zhì)較好的地區(qū)（巖石層、卵石土與風化土、粉質(zhì)粘土），采用放坡開挖即可。

    如在土質(zhì)較松軟（流沙、淤泥）、施工環(huán)境在特殊區(qū)域（池塘等）的基坑，則選用放坡與松木樁或沙袋等材料進行支護、圍堰。

基坑支護隨土方開挖進程分段進行，支護過程中指派專人密切注意檢查邊坡頂部和側(cè)面沉降監(jiān)控點。如超過警戒數(shù)值應立即報告項目部并迅速采用加固等措施。

（2）軟基開挖具體措施

    ①開挖放坡：嚴格按土質(zhì)情況，并參照放坡支護表進行放坡與支護。開挖時，應隨時注意土壁的變動情況，如發(fā)現(xiàn)有裂紋或部分坍塌現(xiàn)象，應及時進行支撐，并注意支撐的穩(wěn)固和土壁的變化；

    ②排水措施：在坑邊布置好排水土溝（30×30cm）、集水坑（50×50×50cm），使地表水能按指定流向流動，防止其倒流滲入基坑沖刷邊坡，影響開挖及導致基坑邊坡失穩(wěn)坍塌。當坑面、邊坡出現(xiàn)裂縫，應立即用水泥砂填補封塞，以免雨水滲入；

   ③坑邊荷載：在基坑邊緣上側(cè)堆土時，應于基坑邊緣保持 2m 以上的距離，以保證邊坡的穩(wěn)定，基坑邊緣 2m 以上距離堆土高度，不宜超過 1.5m，以免使邊坡土壁塌方。在坑深一倍范圍內(nèi)地面荷載設專人進行管理，不得隨意放置機具、停放大型機械和物料，防止荷載加大引起邊坡失穩(wěn)；

    ④基坑支護變形監(jiān)測：本工程污水處理池位于農(nóng)低洼處村，周邊無建筑物、管線等設施，施工過程中主要對基坑邊坡的水平位移、沉降、裂縫進行監(jiān)測，出現(xiàn)異常情況，立即停止開挖，上報項目部及時處理；

    ⑤基坑上下應先挖好階梯或支撐靠梯，或開斜坡道，并采取防滑措施，禁止踩踏支撐上下；

⑥基坑開挖支護示意圖：

02 軟基處理

    基坑開挖到設計標高時，通知業(yè)主、設計、監(jiān)理單位相關(guān)代表到現(xiàn)場進行地基承載力檢測。采用輕型動力觸探儀，檢測結(jié)果滿足設計圖紙要求，即可進行下一道工序的施工。若基底承載力達不到設計要求時，要進行軟基處理。本工程軟基處理方法有兩種：

    第一種：松木樁或沙包邊坡支護，基底下層采用大塊石擠淤，上層采用級配良好的碎石 30cm 找平。

    第二種：松木樁或沙包邊坡支護，基底打φ120 松木樁（長度 3m），間距 500mm 梅花布置，上層采用級配良好的碎石 30cm 找平。

    在新農(nóng)村建設當中，厭氧+人工濕地是一種工藝簡單、運行維護管理方便、運行費用低的污水處理工藝。不同的新農(nóng)村建設項目可根據(jù)實際情況，尋求合適的建設方向。純水設備，工業(yè)純水設備，純化水設備。