蚯蚓生态滤池工艺处理农村生活污水的设计与运行试验.pdf
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1、2023年第3期环保科技Vol.29No.3蚯蚓生态滤池工艺处理农村生活污水的设计与运行试验李洁安霖钰?(1.贵州绿兴清源环保有限责任公司,贵阳550 0 0 2;2.贵州省生态环境监测中心,贵阳550 0 8 1)摘要:农村水污染低成本处理及资源化利用是实现农村水污染综合治理的保障,本文结合贵州某农村生活污水的实际水量水质情况,选用蚓生态滤池工艺进行设计及工程处理。运行试验结果表明,蜥蚓生态滤池稳定运行后,生活污水中COD、BO D s、SS、T P、T N、NH,-N等的去除率可以分别达到7 9.53%、8 6.8 9%、9 2.2 6%、6 8.2 1%、50.52%、8 6.7 9%,
2、降碳脱氮除磷的效果明显,出水水质可满足贵州省农村生活污水处理水污染物排放标准DB52/1424-2019一级标准。同时,该工艺还具有运行成本低、出水及污泥可资源化利用等优点。关键词:农村污水;水污染治理;蚯蚓生态滤池;资源化利用;降碳脱氮除磷中图分类号:X703Design and operation experiment of earthworm ecological filter for(1 Guizhou Lvxing Qingyuan Environmental Protection Co.,Ltd.,Guiyang 550002;2 Guizhou Eco-Environmental
3、 Monitoring Center,Guiyang 550081)Abstract:Low-cost treatment and resource utilization of rural water pollution are the guarantee torealize comprehensive treatment of rural water pollution.According to the actual quantity and qualityof domestic wastewater in a rural area of Guizhou province,an earth
4、worm ecological filter process wasselected for the treatment.The pilot test results showed that the earthworm ecological filter processruns stably,and the removal rates of COD,BODs,SS,TP,TN and NH,-N could reach 79.53%,86.89%,92.26%,68.21%,50.52%and 86.79%,respectively.The effect of reducing carbona
5、nd removing nitrogen and phosphorus was obvious.The effluent quality can meet the first levelstandard of DB52/1424-2019 Discharge Standard of Water Pollutants for Rural Sewage Treatment inGuizhou Province.The process also has the advantages of low operation cost,and achieving reusableeffluent and sl
6、udge.Keywords:Rural domestic wastewater;wastewater pollution treatment;earthworm ecological filter;resource utilization;carbon reduction,nitrogen and phosphorus removal农村污水治理是农村人居环境整治和农村环境综合整治的重要内容。目前,贵州省农村生活污水治理基础薄弱,大部分农村地区因为没有完善的污水处理设施从而导致污水直接排放,极大地影响文献标志码:Atreating rural domestic wastewaterLi Jie
7、l,An Linyu?了农村生活环境。针对农村污水的处理,有多种多样的治理模式和技术路线,按照治理模式主要有集中处理达标排放、集中处理一资源化利用、分散处理达标排放、分散处理就地利用四大类 1-3;收稿日期:2 0 2 3-0 3-15;2 0 2 3-0 5-19 修回作者简介:李洁(19 8 6-),女,助理工程师,研究方向:环境评价。E-mail:2 8 4349 438 q q.c o m通讯作者:安霖钰(19 8 8-),女,助理工程师,研究方向:环境监测。E-mail:32 48 17 38 7 q q.c o m182023年第3期按照处理的工艺流程可简单分为预处理、生化处理、深
8、度处理等;按照采用的技术原理包括生物处理、生态处理和生物生态组合处理技术等 4-7 农村污水处理的高能耗一直是农村污水处理的瓶颈之一,高能耗是污水处理设施运行成本高的主要原因,直接关系着污水处理设施是否能够长效运行。贵州省各地早期参照城市污水处理厂“大建管网、集中收集处理”模式,部分项目选择投资大且运维成本高的“高大上”处理工艺进行处理,但因不符合农村分布较散和边远农村人口用水量低等实际情况,不仅投资大且运行成本高,加之运维管理不到位导致很多农村污水治理设施无法正常运行,长时间处于“晒太阳”状态。“十四五”期间,农村生活污水治理设施建设成本高、运行维护难度大等问题客观存在,长效机制有待健全,任
9、务依然艰巨 8-9 为此,本文以贵州某镇农村废水处理项目为例,选择虾蚓生态滤池工艺进行试验与设计,项目运行结果表明,该工艺具有运行管理费用低、氮磷去除效果好、可资源化回用等特点,为农村污水的低成本处理及资源化利用提供了技术参考。1工艺简介生态滤池具有占地面积小、建设成本低、抗负荷冲击性能好、出水水质好、后期运维管理成本低等优点。蜥蚓生态滤池属于生物生态组合处理技术,整个生态滤池一般由三个主要部分组成,包括了进水配水装置、生态滤床和排水装置。其中生态滤床是蚯蚓的主要活动场所,也就是污染物降解的主要功能实现区域 10-11。污水经过提升泵或自流到蚓生态滤池的布水区域,污水经过上层布水系统后,均匀分
10、布在生态滤床上,蚯蚓生态滤池自上到下布置有弹性纤维填料、蚯蚓主要活动土壤区以及陶粒复合滤料区,经蚯蚓和微生物净化作用后经下部排水区收集排出,出水口设置取样检测阀。蚯蚓生态滤池示意图如图1。本项目用的蚓生态滤池在结构形式、布水方式及滤料方面等都进行了功能优化,采用生态节能的设计理念,一方面利用复合基质一专用植物一微生物等构成系统联动机制,稳定控制农村生活污水的生物脱氮除磷效果。滤池上种植的植物,不但自身可以吸收净化污水中营养物质,同时可以通过根系的泌氧作用(指水生植物通过通气组织将光合作用产生的氧气运输到根部,并释放到根际土壤或水体的过程,水生植物根系泌氧有助于植物对水体污染物的去除)以及硝化作
11、用,加上根系周围的微环环保科技提升泵原水罐境,有利于强化滤池脱氮除磷效果 12-14。另一方面,滤池上种植的植物在净化污染物的同时,也可以起到美化农村景观的效果。2工艺设计2.11项目区域基本概况项目位于贵州某新建移民新村,居民建筑形式以低层楼房为主,每栋楼房均设置有化粪池,村内街道两旁设置有下水道,经现场踏勘发现,下水道虽设有雨水井及污水井,但雨污并未进行分流。村内生活污水(包括餐厨废水、洗涤废水、沐浴废水等)及雨水经过管道流人化粪池后,未经过进一步处理,经沟渠直接流人村内小河沟,小河沟内废水最终会流人清水江流域,将一定程度增加清水江流域污染负荷。预测本项目涉及的农村人口大约为512 人,村
12、内另有一所非寄宿制小学及两所民办幼儿园,学校师生人口大约为439 人,共9 51人。参照乡(镇)村给水工程技术规程(CJJ1232 0 0 8),结合工程所在地居民的生活情况和发展需要,本项目设计该村居民近期最高日生活用水量按8 0 L/人天计,参照贵州省行业用水定额(DB52T7252 0 11)非住宿制学前教学、初等教育、中等教育最高日生活用水量为30 L/人天,污水形成率按8 5%计,污水量预测日平均为40 m,因此确定水处理规模按40 m/d设计。2.2设计进出水水质设计进水水质参考类似农村生活污水水质特性及浓度,结合乡镇居民生活污水水质参数,处理后的污水执行贵州省农村生活污水处理水污
13、染物排放标准DB52/1424-2019一级标准,结果如表1所示。19Vol.29No.3一布水区一弹性纤维填料区虾蚓活动土壤区陶粒复合滤料区出水/取样蚓生态滤池图1蚯蚓生态滤池示意图2023年第3期2.3设设计工艺流程表1设计进、出水水质及设计处理率一览表水质指标CODcrSS进水水质2002003.035出水水质60设计去除率70%90%33%43%68%根据该村的实际情况,综合考虑技术可行性及经济可行性分析,蚓生态滤池工艺设计时考虑的重点如下:(1)预处理系统:农村生活污水排放具有污染负荷变化系数较大、悬浮物高、水质波动明显的特点,设计“格栅+调节池”组合预处理系统,保障后续生物处理稳定
14、高效。(2)配水系统:优化配水系统,保障水力负荷的稳定,避免配置不当会导致短流或雍水;同时还可以提高系统的表面水力负荷。(3)控制系统:操作时采用淹水与落干交替运行的方式,可以使蚯蚓的作用得以充分发挥,而且有利于形成不断交替变化的氧化还原环境,达到最佳的微生物硝化反硝化效果,对污染物(特别是总氮及有机物)有良好的净化效果。因此,试验设计采用的流程简图如图2。农村生蚯蚓生态格栅一调节池活污水滤池系统农田灌溉或生态农业等污泥、污泥消化后用作农肥或土壤改良剂等图2 工艺设计流程简图农村生活污水通过管网收集后,经过格栅去除悬浮物或杂物后,汇人调节池,沉淀、匀化、稳定水质的同时也进行一定程度的水解酸化预
15、处理后,提高小分子挥发性脂肪酸的含量,便于蚯蚓取食,同时减缓系统的有机污染冲击负荷,再流入虾蚓生态滤池系统。经预处理系统后进入改良型多功能复合生态滤池系统,充分利用滤池内复合基质一专用植物一微生物的协同作用,促进C、N、P转化与矿化,使得生活污水能够得到更有效的处理。蚯蚓在滤池内通过其砂囊研磨与肠道的生物化学作用,在土壤活动层内的机械疏松、消解作用以及与微生物的协同作用,可防治土壤板结、堵塞,而且能有效提高微生物数量及微生物活性,促进有机物质的有氧分解转化、含氮有机物硝化及反硝化作用等,提高TN、NH,-N、T P、SS 和 CODc等污染物的去除效率 15-16 。本着因地制宜的原则,出水达
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