污水的濕地處理工藝
榮成市位于膠東半島的東端，三面環(huán)海，是我國重要的海珍品生產(chǎn)基地，有我國最大的天鵝越冬棲息地——天鵝湖。為保護環(huán)境，市政府于1998年興建榮成市污水處理廠。該廠占用蘆葦荒地80hm2，采用自然濕地處理工藝，該工程屬國家“九五”試點工程。1998年則月投入運行，經(jīng)過2a滿負(fù)荷的運行，該工藝對污水處理效果好，運行費用低，出水質(zhì)量穩(wěn)定，各項指標(biāo)均優(yōu)于國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
1 處理規(guī)模及進出水水質(zhì)
該項工程總設(shè)計規(guī)模為3×104m3/d，其中一期工程處理規(guī)模為2×104m3/d。由于污水來源主要是市區(qū)及沿途居民的生活污水，污染物質(zhì)主要為有機物，水質(zhì)較穩(wěn)定。設(shè)計進出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
表1 榮成市污水處理廠進出水水質(zhì)指標(biāo)
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2 污水處理工藝
2.1 污水處理工藝流程
污水處理工藝流程見圖1。
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2.2 運行工藝及主要參數(shù)
該廠承擔(dān)處理的污水來自市區(qū)及沿途10多個村莊，約12萬居民的生活污水及少量工業(yè)廢水。污水經(jīng)城市管網(wǎng)，在重力的作用下沿8.5km的暗渠輸送。暗渠對污水提供了厭氧環(huán)境（DO僅為0.4～0.6mg/L），達到了對微生物種群進行馴化與篩選的目的。
污水流經(jīng)格柵間（b=10mm），平面尺寸4.5m×2.5m。進入2個污水調(diào)蓄池（1.4m×13.2m×2.0m），使流量調(diào)節(jié)為900m3/h，流速為0.15m/s，進入提升泵房。泵房設(shè)置3臺淹沒式軸流泵（H=8m，W=15kW/h）。
污水經(jīng)泵站提升，進入配水渠。分水采用人工提升閘門進行配水，根據(jù)處理單元能力的不同進行周期性配水，配水周期一般為3～5d，使處理單元始終處于飽和狀態(tài)。
污水的濕地處理系統(tǒng)即自由水面濕地系統(tǒng)，其核心部分是由土壤、微生物、浮游生物及蘆葦組成的處理單元。處理單元之間分布著凈水支干渠。污水通過混凝土明渠及閘門進行分水。污水在處理單元內(nèi)由處理單元特有的生態(tài)系統(tǒng)進行處理（主要是微生物的氧化分解作用），爾后經(jīng)過土壤滲漏進入凈水支渠。
污水進入濕地處理單元——蘆葦濕地系統(tǒng)，生活污水在周圍筑有壩埂的蘆葦濕地中，通過對配水閘門的調(diào)節(jié)，使其保持一定的深度，經(jīng)過一定時間的培養(yǎng)，在每個單元內(nèi)形成了一個相對獨立的簡單的生態(tài)系統(tǒng)，見圖2。
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污水經(jīng)過土壤滲漏，植物吸收，特別與地表根墊層及節(jié)根部微生物相接觸后，滲入凈化溝內(nèi)。這一過程使污水在耐水性植物、微生物及土壤聯(lián)合作用下，通過物理、化學(xué)、物理-化學(xué)及生物反應(yīng)使污水得以凈化，其作用機理為：
異養(yǎng)菌+有機質(zhì)+DO→CO2+NH3+H2O
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污水中污染物質(zhì)的凈化機理為：
BOD的去除：BOD去除機理包括過濾、吸附和生物氧化作用，其主要氧源是大氣復(fù)氧和水生維管束植物。
SS的去除：沉淀、過濾、吸附作用。
氮的去除：反硝化作用，揮發(fā)和作物吸收。
磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定。
病原體的去除：吸附作用、過濾作用、生物吞噬及其它不利于病原體生存的條件。
另外，由于凈水溝是泥壩溝，溝邊生有雜草，所以在溝水接近出水泵房處，設(shè)立2～3處攔草網(wǎng)，以保證出水水質(zhì)。
進入凈水溝處理后的水達到排放標(biāo)準(zhǔn)，排入小海生態(tài)塘進行進一步穩(wěn)定利用。排水泵房處，由于水源穩(wěn)定，可進行集中抽水，一般每天啟動3臺泵抽水6～8h即可滿足要求。另外，由于出水中有大量的微生物，所以集水井要求容積盡可能大，并采用周邊進水方式。同時要在集水井內(nèi)水泵喇叭口以上設(shè)置2～3層鐵絲網(wǎng)，減少水流的沖擊，以此消除產(chǎn)生生物泡沫的可能。
3 運行處理效果
運行兩年來，出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理效果見表2。
表2 處理效果
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由表2數(shù)據(jù)可以看出，處理后出水水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
4 經(jīng)濟分析
（1）電費：年總耗電量為25×104kWh，工業(yè)電費為0.68元/kWh，W1=17萬元
（2）人員工資：每月工資按每人980元計，處理人工費W2=980×11×12=13萬元
（3）化驗及維修費：W3=8萬元
（4）辦公費：W4=5萬元
（5）折舊費：土建投資償還期為20a，設(shè)備投資償還期為15a，電氣儀表投資償還期為8a，本工程上建投資為1200萬元，設(shè)備投資為70萬元，電氣儀表為30萬元。
W5=1200/20+70/15+30/8=68萬元
（6）處理成本為：
W=(17+13+8+5+68)/(360×2)=0.16元/m3
5 結(jié)束語
濕地處理工藝作為一種自然生物處理方法，利用閑置鹽堿地，具有投資少，運行管理簡單，費用低，處理后出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點；從長遠考慮，具有改進生態(tài)結(jié)構(gòu)，促進物質(zhì)能量的循環(huán)，保護濕地系統(tǒng)，防止近海區(qū)域赤潮的發(fā)生的優(yōu)點。另外，污水直接資源化可利用凈水溝進行淡水養(yǎng)殖，水生植物種植，能獲得一定的經(jīng)濟效益。
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