隨著中國農村經濟突飛猛進的發展，農村生活污水排放量急劇增大. 目前，全國農村每年排放生活污水約80 多億噸[1]，而96%的村莊沒有設置排水渠道和污水處理系統，污水處理率不到10 %，嚴重污染了農村的生活環境[2] .

農村生活污水處理設備濰坊設備生產廠家

對于技術相對落后的廣大農村地區，工藝簡單、運行成本低的人工濕地污水處理技術得到了廣泛的應用[3]，然而單純的人工濕地技術存在著占地面積大、污染物濃度不能太高、易滋生蚊蟲及容易出現堵塞[4-5]等缺點. 本文中，筆者采用厭氧折流板反應器-垂直潛流人工濕地(ABR-SSFW) 組合工藝處理農村生活污水,一方面ABR作為預處理技術，能夠很好地降低人工濕地的污染負荷，從而克服人工濕地容易堵塞和占地面積大等缺點；另一方面人工濕地作為厭氧的后續處理，可以改善厭氧出水的水質，實現達標排放.

1 材料與方法

1. 1 試驗裝置

ABR由硬質的塑料板制成，長×寬×高為800 mm×800 mm×900 mm，有效水深為700 m，有效容積為448 L. SSDW 為下行流，從上部進水，下部出水，長×寬×高為1 500mm×1 500 mm×1 100 mm. 濕地內填充的填料:底層為直徑30~ 40 mm的大碎石，厚度30 cm；中層是按1：1 均勻混合的小碎石與爐渣，粒徑10~ 20mm，厚度30 cm；上層是按10：1均勻混合的土壤與粉煤灰，厚度20 cm.

該試驗系統由水箱、ABR和SSFW 組成. 原水經蠕動泵由水箱提升至ABR，經ABR處理后，出水進入SSFW.

1. 2 試驗用水

本試驗所用生活污水取自邯鄲市某城中村化糞池排放的生活污水. 原水水質見表1.

表1 原水水質

1. 3 監測項目與分析方法

水質的監測項目與分析方法[6]見表2.

表2 監測方法

2 試驗結果與分析

2. 1 系統的啟動[7-8]

農村生活污水處理設備濰坊設備生產廠家

接種污泥為邯鄲市東郊污水處理廠氧化溝的好氧污泥，將其均勻投加到ABR反應器的4 個隔室，接種后反應器內的污泥質量濃度為13. 74 g/L，污泥投加完畢，靜置1 d，開始連續進水. 啟動初始水力停留時間(HRT) 為48 h，此時COD去除率僅有29 %；隨后,COD的去除率穩步上升，到第10 d 時，COD去除率達到60 %，到第20 d，COD去除率達到80 % 以上. 在第25 d，將HRT 縮短為36 h，第26 d 測得COD去除率下降到56. 3 %，繼續運行到第30 d，COD去除率上升到70%，運行第45 d 時，COD去除率穩定在85 % 左右. 在第46 d 將HRT 縮短為24 h，測得COD去除率下降為74. 5 %，隨后逐漸穩步上升，又經過大約40 d的運行，COD去除率穩定在90 % 以上，ABR反應器啟動成功.

啟動ABR的同時，從永年洼濕地采集蘆葦根狀莖，根莖長20 cm左右，莖部分節，每節上均帶有明顯的側芽. 第2 d 將其以行距30 cm、株距10 cm進行栽種，栽種后，人工濕地開始連續進水，進水為ABR的出水.此時ABR的HRT 為48 h，出水流量較小，為了確保蘆葦正常生長，每天還向人工濕地中澆灌一定量的自來水. 種植15 d 后可見蘆葦側芽生長，30 d 后有蘆葦葉子長出，隨后蘆葦生長迅速. 6 月份停止向濕地中澆灌自來水，此時蘆葦生長特別旺盛. 在6 月中旬發現部分蘆葦葉子黃枯，葉子上有細長狀灰色蟲子，密度很大. 6月15 日在有這些癥狀的葉子上噴殺蟲劑，每天噴1 次，到6 月20 日蟲子基本沒有了，蘆葦的生長良好，濕地啟動完成.

2. 2 COD的去除

組合系統對COD的去除效果如圖1 所示. 可見，隨著HRT的縮短，ABR和SSFW的出水COD質量濃度整體呈上升趨勢. 當ABR的HRT 分別為24，18，12 h 時，平均COD出水質量濃度分別為86. 3，42. 9,43. 1 mg/L，SSFW 平均COD出水質量濃度分別為40. 5，21. 6，17. 6 mg/L，出水水質良好，組合系統出水滿足一級A 排放標準. 當ABR的HRT 縮短為8 h，其平均COD出水質量濃度大幅度升高，為168. 6 mg/L，SSFW的COD出水質量濃度波動較大，COD平均質量濃度為82. 6 mg/L，組合系統出水滿足二級排放標準. 當ABR的HRT 為4 h 時，其平均COD出水質量濃度為215. 9 mg /L，SSFW的COD出水質量濃度為145. 1mg/L，出水水質達不到排放標準.

HRT 實際代表了生物反應時間，HRT 越小反應時間越短、反應越不*，所以COD的去除率隨著HRT的減小而下降；但另一方面，長的HRT 會增加反應器的容積，致使投資增大，因此，在實際生產中選擇合適的HRT 很有必要. 由于現行的污水處理廠一級A 排放標準規定出水COD質量濃度為50 mg/L，因此從整體考慮，反應器的*HRT 為12 h.

圖1 不同HRT下COD質量濃度的變化

2. 3 脫氮能力

不同HRT下，組合系統對T N的去除效果如圖2 所示；系統進水、ABR及SSFW 出水氨氮濃度的變化如圖3 所示.

由圖2 可以看出，運行階段，HRT 從24~ 4 h 這一變化過程中，ABR和SSFW 對TN的去除率不太穩定，波動較大. T N 總平均去除率分別為38. 9 %，49. 4 %，40. 1 %，27. 5 %，21. 9 %，去除率較低. ABR對TN的去除率占T N 總去除率的比例分別為28. 1 %，35. 6%，25. 2 %，30. 6 %，33. 9 %；SSFW 對TN的去除率占TN 總去除率的比例分別為71. 9 %，64. 4 %，74. 8 %，69. 4 %，66. 1 %. ABR對TN的去除率低于SSFW的去除率.

ABR是利用微生物生長吸收去除氮，因為厭氧微生物生長緩慢，因此依靠此途徑去除的氮量較少. SSFW對氮的去除途徑是多樣的，包括植物攝取、基質截留、揮發和微生物作用[9]，系統對TN的去除主要靠SSFW 來完成.

從圖3 中可以看出，ABR出水的NH3-N 質量濃度多數情況下高于系統進水的NH3-N 質量濃度，而SSFW zui終出水NH3-N 質量濃度均低于系統進水NH3-N 質量濃度.HRT為24，12 h 時，NH3-N 質量濃度變化范圍都比較大，平均出水質量濃度分別為20. 1，7. 1 mg/L，平均去除率分別為28 %，42%，HRT 為18h 時，NH3-N 濃度變化比較平穩，平均出水質量濃度為8. 8mg /L.

厭氧生物處理中，NH3-N 質量濃度主要受到以下2 個方面的影響:一方面，污水中部分有機氮在厭氧條件下通過厭氧菌的作用轉化為氨氮，即發生了氨化作用，使得反應器中NH3 -N 質量濃度升高；另一方面，氨氮是合成微生物細胞必需的營養物質，通過微生物的攝取使NH3-N 質量濃度降低. ABR出水NH3-N 質量濃度普遍高于系統進水的NH3-N 質量濃度，這說明反應器中有機氮氨化的速率大于氨氮被微生物利用的速率，進一步說明了人工濕地在整個系統中對氨氮的去除起到關鍵性的作用.

圖2 不同HRT下TN 去除率的變化

圖3 不同HRT下NH3-N 質量濃度變化

2. 4 總磷的去除

在整個實驗過程中，不同時期TP的去除率變化如圖4 所示.

圖4 不同時期TP的變化

對圖4 分析可知，在整個運行階段，HRT 分別為24，18，12，8，4 h 時TP 平均去除率分別為38. 7 %,44. 6 %，42. 6 %，38. 9%，24. 7%，平均出水TP 質量濃度低于3 mg/L，滿足國家城鎮污水排放二級標準，系統運行狀態較好. ABR出水TP 質量濃度絕大多數在系統進水TP 質量濃度之上，而SSFW 出水T P 質量濃度都低于系統進水TP 質量濃度，說明人工濕地在組合系統對TP的去除中起關鍵性的作用.

人工濕地對磷的去除是微生物去除、基質吸附和植物吸收3 條途徑共同作用的結果. 植物對磷的去除是通過植物對無機磷的吸收同化作用，污水中的無機磷變成植物的有機成分，然后收割植物，達到對磷的去除,但有研究表明，植物吸收的磷占TP 去除量的10 % 左右. 人工濕地中的基質通過物理化學反應如吸收、吸附、過濾、離子交換、絡合反應等來去除污水中的磷，富含Al3+，Fe3+，Ca2+的基質對磷的凈化能力比較強，在堿性條件下，污水中的磷易與Ca2+ 發生反應，本試驗中，pH 在7. 6~ 8. 1 之間，在堿性范圍內，所以人工濕地主要通過富含鈣的石灰石基質去除磷. 另一方面，植物根系對氧疏導作用使得根區周圍呈現好氧狀態，遠離根區的地方依次出現缺氧和好氧狀態，這種環境有利于磷細菌的活動，好氧條件下，磷細菌大量地吸收磷，厭氧條件下，磷細菌釋放磷，使濕地中局部地區的磷質量濃度升高，從而加強填料對磷的有效吸附與沉淀，zui終將磷有效去除.

3 結論

1) 當ABR的HRT 大于12 h 時，ABR-SSFW 組合工藝在進水COD質量濃度高于200 mg/L時平均出水COD質量濃度都在50mg /L以下，COD去除率在80% 以上，達到現行的國家城鎮污水排放一級A 標準.在組合工藝對COD的去除中，ABR發揮的作用較大，占到了60 %以上.

2) 當HRT 分別為18，12 h 時，TN的出水質量濃度分別為9. 4，10. 8 mg/L，達到現行的國家城鎮污水排放一級A 標準. NH3-N 在HRT 為12 h的出水質量濃度為7. 1mg /L，滿足國家城鎮污水排放一級B 標準.當HRT 小于12 h 時，系統出水TN，NH3-N 質量濃度均不能達到排放標準.HRT 大于12 h 時，TP的平均出水質量濃度分別為1. 0，0. 9，0. 7 mg/L，達到國家城鎮污水排放一級B標準.HRT 小于12 h 時T P的平均出水質量濃度分別為1. 7，2. 4 mg /L，達到二級排放標準.

3) 結合系統在運行階段對COD，TN，NH3-N，TP的去除效果，對系統而言，*HRT 為12 h.