【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 概述氧化溝因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名，是活性污泥法的一種變型。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣跍现胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，因此也稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝通常按延時(shí)曝氣運(yùn)行，以延長(zhǎng)水和生物固體的停留時(shí)間和降低有機(jī)污染負(fù)荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中混合液傳遞水平速度和溶解氧。氧化溝優(yōu)點(diǎn)：氧化溝一般不設(shè)初沉池，結(jié)構(gòu)與設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便，投資較?。徊捎玫拓?fù)荷運(yùn)行，耐沖擊負(fù)荷，剩余污泥少，處理效果好；應(yīng)用范圍廣。氧化溝不足：長(zhǎng)污泥齡運(yùn)行有時(shí)出水中懸浮物較高，影響出水水質(zhì)；相對(duì)其他好氧生物處理工藝，傳統(tǒng)氧化溝占地面積大；耗電高于曝氣池。氧化溝適用范圍：適用于處理污染物濃度相對(duì)較高的污水；處理規(guī)模宜大不宜小，適合村落污水處理。污水經(jīng)過農(nóng)村適用的氧化溝工藝的處理后，出水通常達(dá)到或優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果受納水體有更嚴(yán)格的要求，則需要進(jìn)一步處理。 類型和結(jié)構(gòu)氧化溝類型多，如帕思維爾（Passever）氧化溝、卡羅塞（Carrousel）氧化溝、奧爾伯（Orbal）氧化溝、射流曝氣氧化溝、障礙式氧化溝、T型（又稱三溝式）、D型（又稱雙溝式）、DE型氧化溝、一體化氧化溝以及將曝氣與推動(dòng)循環(huán)流動(dòng)功能相分離的氧化溝等。在上述種類繁多的氧化溝工藝中，Passever氧化溝和一體式合建氧化溝更適合農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況和技術(shù)水平。Passveer氧化溝如圖 36所示，其溝渠為跑道形，溝上安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)刷，通過轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)水流在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)和充氧。圖 36 Passveer氧化溝構(gòu)造示意圖一體化氧化溝將沉淀池與氧化溝建在同一構(gòu)筑物中，利用水流動(dòng)力實(shí)現(xiàn)無泵回流，從而節(jié)省污泥回流費(fèi)用。一體化氧化溝需要專門的固液分離裝置，按固液分離裝置的位置分為溝內(nèi)分離器型和溝外分離器型。溝內(nèi)分離器型比較典型的是BMTS和BOAT。溝外分離器型將固液分離器放置在氧化溝主溝的外面，這樣可以減少固液分離器放置對(duì)氧化溝流態(tài)的影響。立體循環(huán)一體化氧化溝是溝外分離器型一體化氧化溝的一種。BOAT示意圖如圖 37所示。BOAT型一體化氧化溝由于其分離器像水中的船而得名。其工作原理與BMTS型一體化氧化溝相似，其區(qū)別是BOAT型一體化氧化溝的固液分離器僅占據(jù)了部分表面溝道。氧化溝的工藝特征如下：(1) 在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合式與推流式之間，從水流動(dòng)來看是推流式，由于流速快， ~ m/s，進(jìn)水能與溝內(nèi)混合液快速混合，因此氧化溝的流態(tài)又是完全混合式。(2) 水力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低，運(yùn)行穩(wěn)定，處理水質(zhì)良好。(3) 采用延時(shí)曝氣法運(yùn)行，污泥產(chǎn)率低，剩余污泥量少。(4) 污泥齡長(zhǎng)，達(dá)15~30d，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3~6倍。因此在反應(yīng)器內(nèi)能夠存活增殖世代時(shí)間長(zhǎng)的細(xì)菌如硝化菌和反硝化菌等，在溝內(nèi)可發(fā)生硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，使氧化溝具有較強(qiáng)的脫氮能力。同時(shí)，氧化溝這種封閉循環(huán)式的結(jié)構(gòu)能夠交替產(chǎn)生好氧/缺氧區(qū)域，因而特別能滿足污水的脫氮要求。(5) 對(duì)水溫、水質(zhì)和水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。(6) 工藝操作管理方便?？刹辉O(shè)置初沉池，污水只經(jīng)過格柵和沉砂池即可進(jìn)入氧化溝。主要設(shè)備是氧化溝溝體和二沉池，設(shè)施少，工藝流程簡(jiǎn)單，操作和維護(hù)管理比較容易。在各種活性污泥處理工藝中，氧化溝的維護(hù)管理最為簡(jiǎn)單，產(chǎn)生機(jī)械故障的可能性也相對(duì)較小。AA污水固液分離器出水平面圖曝氣轉(zhuǎn)刷A—A剖面圖溢流堰隔墻溝內(nèi)水流平面圖圖 37 BOAT型一體化氧化溝示意圖 設(shè)計(jì)事項(xiàng)氧化溝的設(shè)計(jì)可參考《氧化溝設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS112:2000。為保證活性污泥呈懸浮狀態(tài)。混合液在沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥回流到氧化溝中，因農(nóng)村管理水平有限，剩余污泥宜定期排放并作適當(dāng)處理。沉淀池可以采用常用的軸流沉淀池或平流沉淀池。氧化溝的設(shè)計(jì)主要包括池體溝型設(shè)計(jì)、曝氣裝置的設(shè)計(jì)和沉淀池設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)參數(shù)宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，在無試驗(yàn)資料時(shí)，可參照類似工程選擇，或參考以下參數(shù)：污水停留時(shí)間：6~30h；污泥停留時(shí)間：10~30d；溝內(nèi)流速：~；溝內(nèi)污泥濃度：1500~5000mg/L；~。氧化溝機(jī)械曝氣設(shè)備除具有良好的充氧性能外，還具有混合和推流作用，設(shè)備選型時(shí)要注意充氧和混合推流之間的協(xié)調(diào)。氧化溝曝氣轉(zhuǎn)刷的技術(shù)參數(shù)可參照《曝氣轉(zhuǎn)刷認(rèn)定技術(shù)條件》（HCRJ 0341998）。在有條件的地區(qū)，也可自行加工，以降低成本。 施工事項(xiàng)氧化溝宜選用專業(yè)施工隊(duì)進(jìn)行施工和安裝。氧化溝邊壁：一般推薦采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，土建施工應(yīng)重點(diǎn)控制池體的抗浮處理、地基處理、池體抗?jié)B處理，滿足設(shè)備安裝對(duì)土建施工的要求。為了節(jié)省投資，可以考慮采用粘土夯實(shí)并鋪設(shè)防水層，亦可以采用鋼結(jié)構(gòu)和玻璃鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝或定制。對(duì)于以上推薦的適合農(nóng)村的氧化溝溝型，主要設(shè)備是曝氣設(shè)備和一體化氧化溝的固液分離器。 造價(jià)指標(biāo)氧化溝的建設(shè)成本主要包括池體建設(shè)和購置設(shè)備。一般鋼筋混凝土池體池體的建設(shè)費(fèi)用為600 ~1000元/m3，不同地區(qū)或池體埋地與否會(huì)有差別，采用鋼板或玻璃鋼池體的造價(jià)約為1000元/m3。轉(zhuǎn)刷的費(fèi)用為15000 ~30000元/m，如果定做，會(huì)大幅度節(jié)省費(fèi)用。轉(zhuǎn)盤的費(fèi)用更貴一些。 運(yùn)行管理應(yīng)參考設(shè)計(jì)單位的運(yùn)行指南進(jìn)行維護(hù)管理，主要是氧化溝設(shè)備的檢修維護(hù)。 人工濕地 概述人工濕地是一種通過人工設(shè)計(jì)、改造而成的半生態(tài)型污水處理系統(tǒng)，主要由土壤基質(zhì)、水生植物和微生物三部分組成。人工濕地的優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用省，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)管理簡(jiǎn)便，水生植物可以美化環(huán)境，調(diào)節(jié)氣候，增加生物多樣性。人工濕地的不足：污染負(fù)荷低，占地面積大，設(shè)計(jì)不當(dāng)容易堵塞，處理效果受季節(jié)影響，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)除磷能力逐漸下降。人工濕地的適用范圍：適用于資金短缺、土地面積相對(duì)豐富的農(nóng)村地區(qū)，不僅可以治理農(nóng)村水污染、保護(hù)水環(huán)境，而且可以美化環(huán)境，節(jié)約水資源。 類型和結(jié)構(gòu)人工濕地按水流特征，可分為表面流人工濕地（圖 38）、潛流人工濕地（圖 39）、垂直流人工濕地（圖 310）。表流人工濕地建造費(fèi)用較省，但占地面積大于潛流和垂直流人工濕地，且冬季表面易結(jié)冰，夏季易繁殖蚊蟲，并有臭味。出水進(jìn)水圖 38 表流人工濕地示意圖出水進(jìn)水圖 39 潛流人工濕地示意圖進(jìn)水出水圖 310 垂直流人工濕地示意圖 設(shè)計(jì)事項(xiàng)人工濕地的設(shè)計(jì)可參考《人工濕地污水處理技術(shù)導(dǎo)則》（RISNTG0062009）。應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況因地制宜進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)行。設(shè)計(jì)時(shí)首先確定污水的水量和水質(zhì)，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地貌、氣候等自然條件選擇合適的人工濕地類型，然后根據(jù)相應(yīng)的濕地類型進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要涉及以下幾個(gè)方面：污染負(fù)荷、濕地面積、濕地床結(jié)構(gòu)、基質(zhì)材料選擇、植被選擇、水力狀況、進(jìn)水和排水周期等。1) 污染負(fù)荷相對(duì)生物接觸氧化池和氧化溝等好氧生物技術(shù)，人工濕地污染負(fù)荷低，其進(jìn)水污染物濃度特別是懸浮物SS濃度不能太高，建議不超過50mg/L，否則容易堵塞。不同類型人工濕地污染負(fù)荷取值范圍變化較大。2) 濕地面積人工濕地的設(shè)計(jì)面積根據(jù)擬處理的水量確定，包括常規(guī)的污水的水量和匯流區(qū)域內(nèi)的暴雨徑流量，可以按下面的公式近似估算：S=（污水量+徑流量）/A式中：S－濕地的最大占地面積A－水力負(fù)荷3) 濕地床結(jié)構(gòu)濕地床的構(gòu)型對(duì)濕地系統(tǒng)的水力狀況有著重要影響，構(gòu)型參數(shù)包括長(zhǎng)寬比、坡度、深度等。據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，%~1%，長(zhǎng)寬比應(yīng)大于2，~。人工濕地設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用重力流的布水方式，以保證排水順暢，節(jié)省能源。另外，濕地的出水口應(yīng)設(shè)計(jì)為可調(diào)的，以便使整個(gè)濕地床體的水位可以人為調(diào)控。人工濕地的水力負(fù)荷根據(jù)污水量和濕地類型的不同差異比較大，一般來說潛流濕地的水力負(fù)荷大于表面流濕地的水力負(fù)荷。國(guó)內(nèi)外人工濕地的水力負(fù)荷一般為10~20cmd1，~7d。4) 基質(zhì)材料選擇人工濕地系統(tǒng)多采用碎石、沙子、礦渣等基質(zhì)材料作為填料。對(duì)于缺乏養(yǎng)分供給的基質(zhì)或者孔隙過大不利于植物固定生長(zhǎng)的基質(zhì)，需在基質(zhì)上方覆蓋15~25 cm厚的土壤，作為植物生長(zhǎng)的基質(zhì)。不同類型的基質(zhì)對(duì)濕地的影響不同。中性基質(zhì)對(duì)生物處理影響不大，但礦渣等偏堿性的基質(zhì)則在一定程度上會(huì)影響微生物和植物的生長(zhǎng)活動(dòng)，因此，應(yīng)用時(shí)需采用一定的預(yù)處理，如充分浸泡等措施?；|(zhì)對(duì)廢水中磷和重金屬離子的凈化影響最大，含鈣、鐵、鋁等成分的填料有利于離子交換。鈣、鎂等成分和污水中的磷、重金屬相互作用形成沉淀物；鐵、鋁等離子通過離子交換等作用將磷、重金屬吸附于基質(zhì)上。但隨著時(shí)間的推移，基質(zhì)對(duì)磷和重金屬的吸附會(huì)達(dá)到飽和，濕地除磷和重金屬能力便有明顯下降。在確定選擇的基質(zhì)材料種類后，還應(yīng)確定基質(zhì)的粒徑，以調(diào)整濕地的水力傳導(dǎo)率和孔隙率。一般來說，小粒徑基質(zhì)具有比表面積大、孔隙率小、植物根及根區(qū)的發(fā)展相協(xié)調(diào)、水流條件接近層流等優(yōu)點(diǎn)。但目前人工濕地的基質(zhì)一般傾向于選擇較大粒徑的介質(zhì)，以便具有較大的空隙和好的水力傳導(dǎo)，從而盡量克服濕地堵塞問題。此外，基質(zhì)的選擇上還應(yīng)考慮便于取材、經(jīng)濟(jì)適用等因素。5) 植被選擇濕地水生植物主要包括挺水植物、沉水植物和浮水植物。不同的區(qū)域，不同的生長(zhǎng)環(huán)境，適宜生長(zhǎng)的濕地植物種類是不同的。人工濕地一般選取處理性能好、成活率高、抗污能力強(qiáng)且具有一定美學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物。這些水生植物通常應(yīng)具有下列特性：u 能忍受較大變化范圍內(nèi)的水位、含鹽量、溫度和pH值；u 在本地適應(yīng)性好，最好是本土植物。植物種類一般 3~7種，其中至少3種為優(yōu)勢(shì)物種；u 對(duì)污染物具有較好的去除效果；u 成活率高，種苗易得，繁殖能力強(qiáng)；u 用途廣泛或經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。人工濕地中使用最多的水生植物為香蒲、蘆葦和燈心草，這些植物都廣泛存在并能忍受冰凍。不同種類的水生植物適宜生長(zhǎng)的水深不同， m的環(huán)境中生存占優(yōu)勢(shì)；~ m；蘆葦適宜生長(zhǎng)在岸邊和淺水區(qū)中。 m以內(nèi)的區(qū)域， m， m。在潛流型濕地中，一般選用蘆葦和香蒲，它們較深的根系可擴(kuò)大污水的處理空間。而對(duì)于處理暴雨徑流污染為主的人工濕地，要求濕地植物有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，既能抗干旱又能耐濕，而且還應(yīng)具有抗病災(zāi)和昆蟲的能力，一般選用蘆葦和藨草。6) 水力狀況表流人工濕地水位一般為20~80cm，潛流人工濕地水位則一般保持在土壤表面下方10~30cm，并根據(jù)待處理的污水水量等情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。需重點(diǎn)考慮造成濕地堵塞的各種影響因素。濕地堵塞多發(fā)生在系統(tǒng)床體前端25%左右的部分，造成堵塞的物質(zhì)大部分為無機(jī)物，這表明污水中的顆粒物在濕地床中的沉淀是造成濕地堵塞的主要原因。此外，植物根系及其附著物等也是濕地堵塞的一大誘因。 施工事項(xiàng)人工濕地在建設(shè)過程中涉及的建筑材料主要包括磚、水泥、卵石、碎石、砂子、土壤等。人工濕地的施工主要包括土方的挖掘、前處理系統(tǒng)的修建、土工防滲膜的鋪裝、布水管道的鋪設(shè)、基質(zhì)材料的填裝、土壤的回填和植物的種植。在施工過程中要合理安排施工順序，嚴(yán)格按照濕地設(shè)計(jì)中配水區(qū)、處理區(qū)和出水集水區(qū)中各種基質(zhì)材料的粒徑大小，分層進(jìn)行施工，詳情見人工濕地基質(zhì)材料組成剖面圖（圖 311）。 防滲層礫石層100mm土工布碎石層100mm粗砂層200mm土壤層 200mm進(jìn)水區(qū)出水區(qū)處理區(qū)進(jìn)水出水水流方向圖 311 人工濕地基質(zhì)材料組成剖面圖人工濕地表層一般種植喜陽的水生植物，因此應(yīng)建設(shè)在能被陽光直射的空曠的地方。在山區(qū)或丘陵可建成多級(jí)呈階梯狀的人工濕地，采取多級(jí)跌水充氧，與植物復(fù)氧一起，共同為濕地補(bǔ)充溶解氧。 造價(jià)指標(biāo)綜合國(guó)內(nèi)外的研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，人工濕地的投資和運(yùn)行費(fèi)一般僅為傳統(tǒng)的二級(jí)污水廠的1/10~1/2，具有廣泛應(yīng)用推廣價(jià)值，尤其適用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后市郊、中小城鎮(zhèn)及廣大的農(nóng)村地區(qū)。具體的投資費(fèi)用視地理位置，地質(zhì)情況以及所采用的濕地基質(zhì)而有差別，一些工程統(tǒng)計(jì)表明，表流人工濕地建設(shè)投資費(fèi)用約150~400元/m2，潛流人工濕地建設(shè)投資費(fèi)用約200~600元/ m2。 運(yùn)行管理人工濕地的維護(hù)包括三個(gè)主要方面：水生植物的重新種植、雜草的去除和沉積物的挖掘。當(dāng)水生植物不適應(yīng)生活環(huán)境時(shí)，需調(diào)整植物的種類，并重新種植。植物種類的調(diào)整需要變換水位。如果水位低于理想高度，可調(diào)整出水裝置；雜草的過度生長(zhǎng)也給濕地植物的生長(zhǎng)帶來了許多問題。在春天，雜草比濕地植物生長(zhǎng)的早，遮住了陽光，阻礙了水生植株幼苗的生長(zhǎng)。雜草的去除將會(huì)增強(qiáng)濕地的凈化功能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。實(shí)踐證明，人工濕地的植被種植完成以后，就開始建立良好的植物覆蓋，并進(jìn)行雜草控制是最理想的管理方式。在春季或夏季，建立植物床的前三個(gè)月，用高于床表面5cm的水深淹沒可控制雜草的生長(zhǎng)，當(dāng)植物經(jīng)過三個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，就可以與雜草競(jìng)爭(zhēng)。由于污水中含有大量的懸浮物，在濕地床的進(jìn)水區(qū)易產(chǎn)生沉積物堆積，運(yùn)行一段時(shí)間，需挖掘沉積物，以保持穩(wěn)定的濕地水文水力及凈化效果。 穩(wěn)定塘 概述穩(wěn)定塘又名氧化塘或生物塘，是一種利用水體自然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施，主要借助了水體的自凈過程來進(jìn)行污水的凈化。穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)好，投資成本低，無能耗或低能耗，運(yùn)行費(fèi)用省，維護(hù)管理簡(jiǎn)便。穩(wěn)定塘的不足：負(fù)荷低