為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的整體目標(biāo)，我們?cè)诖罅ν七M(jìn)城市污水處理工程建設(shè)的同時(shí)，不得不重視農(nóng)村污水處理工程的建設(shè)。現(xiàn)階段廣州農(nóng)村隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民生活與工作方式的改變，農(nóng)村的生活污水日漸增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣州市約有7000多個(gè)自然村，約300萬農(nóng)村人口，加上大量外來流動(dòng)人口，農(nóng)村污水量漸漸超出附近水體的承載能力，農(nóng)村的水環(huán)境嚴(yán)重惡化。

　　為全面改善水環(huán)境，廣州市政府在全力整治城鎮(zhèn)污水的同時(shí)，也不遺余力地開展農(nóng)村污水的治理工作。要完成全市7000多條自然村的污水建設(shè)是一個(gè)非常艱巨的工作。本文所述案例作為河網(wǎng)型農(nóng)村的典型，房屋沿涌分散分布，污水就近排入河涌。筆者仔細(xì)踏勘現(xiàn)場，根據(jù)污水排放情況與地形地貌，提出采用人工濕地的污水分散處理方案，力求改善農(nóng)村原有水環(huán)境，建造一流的社會(huì)主義新農(nóng)村示范點(diǎn)。

　　1工程背景

　　該農(nóng)村面積約為445公頃，村民及外來流動(dòng)人口共有5000人。河涌遍布村內(nèi)每一個(gè)角落，村民以種植農(nóng)作物與養(yǎng)魚為生，大部份土地用作農(nóng)田與魚塘，只有一小部分為小型加工廠。該村是一條典型的河網(wǎng)型農(nóng)村(見圖1)，村民房屋基本是沿河兩岸建設(shè)，因歷史習(xí)慣，村民的生活污水基本就近排入河涌，現(xiàn)狀沒有任何的污水收集管道。污水包括糞便及洗滌污水，在旱季，河涌水質(zhì)已為劣V類水質(zhì)。村內(nèi)道路、村屋等經(jīng)過建設(shè)已煥發(fā)新貌，但貫通全村的河涌污染嚴(yán)重，與村容形成強(qiáng)烈的反差。本工程的建設(shè)讓社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)達(dá)到更高的高度，是一個(gè)很有示范意義的工程。

　　圖1 村河網(wǎng)及人工濕地位置示意圖

　　2 工程設(shè)計(jì)方案

　　2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

　　作為河網(wǎng)型農(nóng)村，村民居住地分散在河涌邊，排水分散，全村面積較大，地勢(shì)平坦，污水收集集中處理難度大，管網(wǎng)敷設(shè)的長度與埋深都較大，投資金額高。因此我們考慮進(jìn)行劃分區(qū)域，分區(qū)域建設(shè)污水收集管道與處理設(shè)施，降低建設(shè)成本與運(yùn)營成本。

　　(1)污水量

　　村內(nèi)常住人口3500人，流動(dòng)人口1500，統(tǒng)計(jì)實(shí)際用水19000m3/月，共計(jì)用水量633m3/d，排水量以用水量的80%計(jì)算，實(shí)際統(tǒng)計(jì)污水排放量為633×0.8=507 m3/d=21.2 m3/h?？紤]隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，預(yù)留20%遠(yuǎn)期人口增長空間，本項(xiàng)目的污水排放量以600m3/d計(jì)算。

　　(2)污水進(jìn)出水水質(zhì)

　　農(nóng)村生活污水包括廚房、洗滌、洗浴廢水及廁所和家禽養(yǎng)殖廢水等，污染物主要以有機(jī)污染物為主。相對(duì)城鎮(zhèn)生活污水，農(nóng)村生活污水具有分散、污染物成分簡單、易處理，水量變化大等特點(diǎn)。現(xiàn)場抽樣檢測(cè)村民生活污水水質(zhì)，并考慮隨著建設(shè)的發(fā)展，排水系統(tǒng)將逐步完善，進(jìn)水濃度將進(jìn)一步提高，推薦設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下表示：

　　名 稱BOD5 (mg/L)CODCr(mg/L)SS

　　(mg/L)NH4+-N(mg/L)TP(mg/L)PH

　　平均值1502402504056.0~9.0

　　本工程排放口水體為IV類水體，處理后出水水質(zhì)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出水標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)。主要污染物排放指標(biāo)見下表：

　　名 稱BOD5 (mg/L)CODCr(mg/L)SS

　　(mg/L)NH4+-N(mg/L)TP(mg/L)PH

　　平均值30100150253.06.0~9.0

　　2.2 污水收集管道設(shè)計(jì)方案

　　我們考慮把該地區(qū)劃分為四個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域的污水單獨(dú)收集處理，管道建設(shè)成本將會(huì)大大降低，同時(shí)也降低日后運(yùn)行污水提升的用電量。

　　建設(shè)村內(nèi)污水收集系統(tǒng)，將每戶污水接入到該系統(tǒng)中，最大程度地完成村內(nèi)的雨污分流系統(tǒng)建設(shè)。對(duì)于目前已經(jīng)建有雨污合流的溝渠，大部分緊貼化糞池和房屋外墻而建，村內(nèi)的巷道上除了化糞池和雨水溝外，幾乎沒有空間來建設(shè)新的排水管道，考慮到這個(gè)因素，污水管道宜按以下兩個(gè)方式建設(shè)：

　　(1)當(dāng)巷道內(nèi)有位置敷設(shè)污水管道時(shí)，宜將污水管緊挨現(xiàn)狀雨水排水溝建設(shè)，并且在滿足排水要求的情況下，應(yīng)盡可能的減少埋設(shè)深度。

　　(2)當(dāng)巷道沒有位置敷設(shè)污水管道時(shí)，可考慮將原有合流溝渠改造為污水收集渠，雨水采用地表漫流的方式排放。

　　污水管道的設(shè)計(jì)要根據(jù)農(nóng)村排水的特點(diǎn)，增加個(gè)性化的設(shè)計(jì)，以確保最大量收集污水：

　　(1)連接每戶衛(wèi)生間出水的管道不應(yīng)小于DN100，坡度不小于1%，出戶后首先接入化糞池，化糞池有效容積2～3m3。

　　(2)連接每戶生活洗滌水出水的管道不應(yīng)小于DN100，坡度不小于2.5%。

　　未經(jīng)化糞池的生活污水在排入收集系統(tǒng)前應(yīng)設(shè)置格柵或格網(wǎng)，攔截固體物。

　　(3)污水管道宜根據(jù)地形沿道路鋪設(shè)，在滿足排水標(biāo)高的情況下，應(yīng)盡可能的減小埋深，管道規(guī)格采用DN150～DN300，車行道下管道覆土不小于0.7m，非車行道下采用淺埋方式，覆土不應(yīng)小于0.6m，管道坡度不應(yīng)小于3‰。

　　(4)管材采用UPVC管。采用檢查口替代檢查井，每隔30～40m設(shè)置污水檢查口，在管道的交匯點(diǎn)，選用D700或者600x600的檢查井。

　　2.3 人工濕地設(shè)計(jì)方案

　　人工濕地近年大量應(yīng)用到污水處理中。人工濕地凈化機(jī)理就在于充分利用濕地環(huán)境中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物學(xué)作用的綜合效應(yīng)來凈化污水，它們包括沉淀、吸附、過濾、溶解、氣化、固定化、離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝基化、反硝基化、營養(yǎng)元素的攝取，生物轉(zhuǎn)化和細(xì)菌、真菌的異化作用等具體過程。

　　復(fù)合垂直流人工濕地是在原來水平潛流與表面流人工濕地改良過來，它創(chuàng)新地把下滲流與上滲流相耦合，形成復(fù)合水流方式，更高效地處理流經(jīng)的污水。垂直流人工濕地，污水從濕地表面縱向流向填料床的底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，垂直流人工濕地的硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水。

　　(1)工藝流程

　　污水先經(jīng)過格柵處理，隔離塑料等較大的雜質(zhì);格柵池出水通過泵井提升流入一級(jí)植物塘，植物塘是一個(gè)升流式厭氧池，將大分子有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，可提高污水的可生化性，出水再自流進(jìn)入垂直流人工濕地，利用植物的吸收，微生物的降解、填料過濾吸附等作用去除污水中的污染物。經(jīng)過兩級(jí)碎石過濾后，最后是采用細(xì)顆粒的砂過濾，這樣處理后的水質(zhì)可以達(dá)標(biāo)排放。處理工藝流程圖如圖2：

　　圖2 人工濕地處理工藝流程圖

　　(2)濕地構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)處理規(guī)模為600m3/d，按區(qū)域劃分為四個(gè)人工濕地，分別編號(hào)為1#、2#、3#、4#人工濕地，根據(jù)接入的污水量，1#和3#濕地的處理規(guī)模可達(dá)到為100 m3/d，2#和4#濕地的處理規(guī)模可達(dá)到為200 m3/d。1#和3#濕地具體構(gòu)筑物分別如下：

　　格柵井,采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸0.6m×0.8m×1.0m，設(shè)置兩道格柵，第一道10mm粗格柵，第二道5mm細(xì)格柵，人工定期清渣。

　　提升泵池，總占地面積：12m2，設(shè)計(jì)尺寸3.0mx4.0mx2.5m;內(nèi)設(shè)50WQ10-15-1.1潛水污水泵2臺(tái)，1備1用。

　　一、二級(jí)植物塘，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每級(jí)設(shè)計(jì)尺寸4.8m×12.8m×2.2m;

　　一、二級(jí)碎石床，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每級(jí)設(shè)計(jì)尺寸8.5m×12.8m×1.7m;

　　砂濾池，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸7.3m×12.8m×2m，。

　　2#和4#濕地的具體構(gòu)筑物如下：

　　格柵井，采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸1m×1m×2m，

　　設(shè)置兩道格柵，第一道10mm粗格柵，第二道5mm細(xì)格柵，人工定期清渣。

　　提升泵池，總占地面積：14m2，設(shè)計(jì)尺寸3.5mx4.0mx3m;內(nèi)設(shè)50WQ25-10-1.5潛水污水泵2臺(tái)，1備1用。

　　一、二級(jí)植物塘，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每級(jí)設(shè)計(jì)尺寸5.8m×19.8m×2.2m;

　　一、二級(jí)碎石床，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每級(jí)設(shè)計(jì)尺寸12.8m×19.8m×1.7m;

　　砂濾池，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸6.8m×19.8m×2m，。

　　關(guān)于濕地的填料和植物：

　　一級(jí)碎石床碎石粒徑為30～50mm，二級(jí)碎石床碎石粒徑為25-30mm，砂濾池用碎石和粗砂，池底先填100mm厚碎石，碎石粒徑25-30mm，再填1500mm厚粗砂，砂粒徑為5-10mm。

　　植物種植：花葉蘆荻、鳳眼蓮、風(fēng)車草、蘆葦?shù)饶臀坌詮?qiáng)、凈化效果好的植物，并根據(jù)實(shí)際情況種植少量觀賞性植物，既達(dá)到凈化污水的目的，又產(chǎn)生美化環(huán)境的效果。植物塘每平方米種植30棵植物，碎石床與砂濾池每平方米種植10棵植物。

　　2.4人工濕地運(yùn)行管理措施

　　(1)一級(jí)植物塘底部設(shè)有排泥管，每月排一次泥，排泥時(shí)可人工清理。

　　(2)人工濕地進(jìn)水時(shí)應(yīng)盡量做到均勻進(jìn)水，碎石床的水位控制在碎石床面以下2公分處。

　　(3)人工濕地中植物的維護(hù)工作主要包括：水位調(diào)節(jié)、補(bǔ)種、雜草控制、病蟲害控制，收割。嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)好各系統(tǒng)中的高等植物，缺苗時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)苗，及時(shí)清除人工濕地的雜草和凋落物。無論水位如何調(diào)節(jié)，絕不可將植物完全暴露在水位線以上。

　　3 運(yùn)行成本

　　為了保證工程將來的正常運(yùn)行，應(yīng)對(duì)濕地系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)毓芾?，但是由于濕地系統(tǒng)管理簡單，維護(hù)方便，故整個(gè)工程勞動(dòng)定員為1人，由村內(nèi)人員培訓(xùn)合格后兼管濕地。產(chǎn)生的費(fèi)用如下：

　　管理費(fèi)：濕地設(shè)備管理員1人(工人)，管理費(fèi)800元/月，則800×12=9600元/年;電費(fèi)：以一千瓦時(shí)0.8元計(jì)費(fèi)，提升泵:：每天工作20h，一臺(tái)工作，產(chǎn)生電費(fèi)5.2×20×0.8×365=30368元;

　　本工程綜合運(yùn)行費(fèi)用：39968元/年，年處理水量219000m3，折合處理成本為0.18元/ m3。其它污水處理工藝在同樣出水水質(zhì)條件下的運(yùn)行費(fèi)為0.4~1.0元/m3，故本項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性、合理性是顯而易見的。

　　4 結(jié)語

　　采用人工濕地處理農(nóng)村污水有節(jié)省投資成本，運(yùn)營費(fèi)用低，管理要求低等優(yōu)點(diǎn)，適合推廣到其它類似的工程項(xiàng)目中去。本項(xiàng)目投入使用后，村內(nèi)的水環(huán)境得到徹底的改變，污水不再隨意排放，河涌也不再黑臭，慢慢恢復(fù)往日生機(jī)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張克強(qiáng)，楊鵬，李野，等, 農(nóng)村污水處理技術(shù)，北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2006

　　[2] 廣州市水務(wù)局，廣州市農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)指引，2008