【纯水设备http://www.ceeturecn.com】近年来，农村污染治理、生态环境保护和美丽农村规划建设受到国家和各级政府的重视。本课题将结合南雄新农村案例，介绍一种维护方便、运行成本低的生态污水处理工艺(厌氧池+人工湿地)。

    为了提高农村生活环境质量，防止生活污水直接排放造成的环境污染，改善农村居民的生活条件和面貌，农村生活污水收集处理设施的设计、建设和运行管理需要科学合理的方法。

南雄新农村建设项目选择适合农村、维护方便、纯水设备运行成本低的生态污水处理工艺(厌氧池+人工湿地)，改善农村生态环境。项目的实施完全符合环境保护和生态建设的总体要求。

首先，厌氧罐的基本原理

    厌氧生物处理技术在水处理行业一直由环保人士的青睐,由于其去除水中的有机污染物具有良好的能力,和较高的反应速率和适应性高毒物质,更重要的是对比废水好氧生物处理,不需要提供大量的能源消耗氧气的转移,使厌氧生物处理广泛应用于水处理行业。一般来说，废水中有很多复杂的有机物纯化水设备，通过厌氧分解可以分为四个阶段进行降解:

01水解阶段

    大分子有机物由于其分子尺寸较大，不能直接通过厌氧细菌的细胞壁，需要在体外被细胞外酶分解成小分子。废水中典型的有机物如纤维素被纤维素酶分解成双糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成多肽和氨基酸。被分解的小分子可以通过细胞壁进入细胞内进一步分解。

02酸化阶段

    这些小的有机分子进入细胞体，被转化成更简单的化合物并分布在细胞外。这一阶段的主要产物是挥发性脂肪酸，以及部分醇类、乳酸、二氧化碳、氢、氨、硫化氢等产物。

醋酸生产阶段

    在此阶段，酸化产物进一步转化为乙酸、碳酸、氢和新的细胞材料。

甲烷生产阶段

    在这个阶段，乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞材料。这一阶段也是整个厌氧过程中最重要的阶段，也是整个厌氧反应过程的极限阶段。

二世。人工湿地的基本原理

    人工湿地是一种在人工生态系统中模拟自然湿地的人工生态系统，类似于“天然湿地”，但由人工控制构建和监督。它是一种人工污水处理生态系统，将石头、沙子等一种或几种介质按一定比例组合成基质，有选择地植入植物。

    人工湿地净化机理:人工湿地综合了物理、化学、生物等多种功能在污水处理中的作用。当湿地系统发育成熟时，由于大量微生物的生长，填充物表面和植物根系会形成生物膜。当废水流经生物膜时，大量SS被填料和植物根系堵塞，通过生物膜的吸收、同化和反同化去除有机污染物。最后，湿地系统改变填充物或收割物和植物以去除污染物。

三是新农村污水处理的基本原则

    (一)采用物理、化学、生物、生态技术，消除、纯水设备降解或者无害化处理农村生活污水中对农村生活和环境有害的污染物;

    (2)根据村庄的具体情况，如地理位置、人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点和排放要求、经济承受能力等，采取适当的污水处理方式和处理技术;

    (3)靠近城镇，满足市政排水管网接入要求，宜就近接入市政排水管网，将村生活污水纳入城市生活污水收集处理系统。有必要对周边城市管网的建设情况进行调查纯化水设备。当附近正在建设市政排水管网时，有必要考虑将村污水接入正在建设的市政排水管网。

    (4)工艺简单，操作维修管理方便，运行成本低。

四、收集新农村污水的要求

    (1)农村排水措施应因地制宜。在农村，建议采用导流系统，污水通过污水管道进入污水处理设施进行处理，雨水通过沟渠或地表径流排放。

    (2)收集的污水包括黑水和灰水。黑水是指村民的厕所污水，包括粪便、尿液和冲厕污水;灰水是指厕所的水和厨房的排水系统。

五、污水处理设施处理工艺

    农村生活污水经电网进入厌氧生物膜池后，利用厌氧水解酸化反应发生的有机物去除;生物反应池出水进入人工湿地系统，进一步去除氮磷养分。

第一步:污水排放到三级化粪池

采用沉淀法和厌氧发酵法去除生活污水中的悬浮有机物。

步骤2:网格池

其作用原理主要是物理截留、截留污水中较大的污染物、悬浮物和漂浮物。

    用于清除可能堵塞泵组和管道阀门的粗悬浮物，保证后续处理设施的正常运行。人工清除格栅渣，防止孔堵塞，同时检查格栅槽淤积情况，及时查砂并找出积砂原因;考试时间为1~3个月。

步骤三：厌氧生物膜池

    利用其中发生的厌氧水解靓化反应大幅度的去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质。

    （1）厌氧生物膜池是通过在厌氧池内填充生物填料强化厌氧处理效果的一种厌氧生物膜技术。正常运行时，污水中的部分有机污染物将被除去，能有效降低后续处理单元的有机污染负荷。

    （2）填料。在反应区悬挂填料，填料须有利于微生物生长、易挂膜且不易堵塞，从而提高对BOD5和悬浮物的去除效果。一般采用软性填料或半软性填料（雪花片），为厌氧微生物附着生长提供固体表面，使其在填料表面形成生物膜。每年应对填料进行检查更换一次。

（3）污泥储存区。厌氧生物膜池的下层设置污泥储存区，脱落的生物膜污泥应定期排放（抽排）并进行专门的处置（可就近农用或脱水干燥后焚烧）。

    （4）厌氧生物膜池的调试包括接种（投加菌种）及驯养，定期对厌氧池进、出水水质进行监测，直到厌氧生物膜池的工作状态逐步稳定。

    （5）试运行。经调试启动阶段达到稳定工作状态后进入试运行阶段，定期监测进出水水质，定期对填料进行检查更换和清掏污泥。

步骤四：人工湿地

    利用自然生态处理系统中的物理、化学、生物三重协同作用进一步去除前阶段未能讲解的有机物和氮、磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物，同时降低水体氮、磷含量。

    （1）由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物，因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外，纯水设备对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力；根据南雄市的地理位置及气候特点，湿地选择的植物为美人蕉、黄菖蒲、风车草；植物种植时，应保持介质湿润，介质表面不得有流水，植物生长初期，应保持池内一定水深，逐渐增大污水负荷使其驯化。

（2）管理要求。

    ①人工湿地一般分为清水调试和污水联动调试，采用负荷逐步提高法，也可采用污水直接调试，但需注意控制污水的浓度及进水流量；

    ②植物系统建立后，应保证连续提供污水，保证水生植物的密度及良性生长；应根据植物的生长情况，进行缺苗补种、杂草清除、适时收割以及控制病虫害等管理，不宜使用除草剂、杀虫剂等；定期对植物进行收割，并就近焚烧或捣碎反应成沼气；

    ③在调试期各阶段须对进出水质进行检测，污水接纳量趋于正常，植物根系深入下层基质，出水水质达标，则人工湿地系统开始正常运行；

    ④启动阶段期间监测的水质指标包括：化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）、生化需氧量（BOD5）、总氮（TN）、总磷（TP）等，对于进出水水质指标反映的问题，应及时对前段处理工艺或湿地基质提出调整及改进方案。

六、厌氧+ 人工湿地体积和容量的选择

    根据《广东省农村生活污水处理技术指引》用水定额为 80~100L/(人•天)，因农村户籍人口与常住人口的存在较大的差异，根据污水量计算公式 Q w =n×q×z×η/1000，南雄市贫困村的日用水量约为 200~250 升/每户，厌氧池与人工湿地的设施规模根据每个的自然村实际管网接户数参照《污水处理设施基本规格表》进行选择，如下图所示：

    以南雄市-水口镇-沙头村-武台岗自然村为例，登记户数 70 户，实际可接户数 30 户，参照上表所述，则采用 10T（m³/d）厌氧+人工湿地。

七、厌氧池+ + 人工湿地施工工艺流程

01 厌氧池厌氧池施工流程：

    施工前准备→基坑开挖→基础处理→垫层浇筑→钢筋捆扎→模板安装→底板、墙身浇筑→模板拆除、养护→隔墙砌筑→防水砂浆上墙→结构试水→顶板浇筑→厌氧池填料→基坑回填

02 人工湿地

人工湿地施工流程：

    施工前准备→基坑开挖→基础处理→垫层浇筑→钢筋捆扎→模板安装→底板浇筑→砖墙砌筑→防水砂浆上墙→结构试水→湿地填料、布管→水生植物种植→净化排放→基坑回填纯化水设备

03 厌氧池+ 人工湿地施工注意事项

（1）混凝土浇筑

① 要求振捣充分，无蜂窝、麻面；

② 浇筑过程中随压随抹，达到表面光滑、无抹痕、色泽均匀一致；

③ 养护充分、到位，拆模后保持混凝土面潮湿，避免混凝土干缩开裂；

④ 厌氧池底板与墙身若分开浇筑，其施工缝须设止水钢板，待主体浇筑完成后在开展后续工序。

（2）钢筋绑扎

① 严格控制间距，间距合格率需达 90％以上；

② 底板筋绑扎必须要加垫片，满足砼浇筑时的保护层要求；

③ 严禁不按图施工，随意置换钢筋等级、大小。

（3）模板安装

① 要求拼缝严密，保证不漏浆；

② 不得使用腐朽、扭裂、劈裂的材料作支撑；

③ 模板要具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑时产生的荷载。

（4）砖墙砌筑与批面

① 灰缝须饱满，不得有竖向通缝，第一皮砖不得干铺在底板上。

② 由于个别地区无商品混凝土供应的，纯水设备采用自拌混凝土时，厌氧池要求内外两侧都用 1:2 水泥砂浆（掺5%防水剂）抹面（20mm 厚）压光，避免因自拌混凝土不达标导致渗水的事故发生。

（5）填料布管与植物种植

① 禁止在人工湿地填料上盖土；

② 集水及布水管道禁止采用安全网等孔隙大的材料包裹；

③ 水生种植后应立即接管入户，通水提高植物存活率。

八、基坑支护及软基处理措施

01 基坑支护

（1）放坡开挖

    因污水处理设施施工场地选址一般为自然村村内最低处，土质较为复杂多变，施工环境相对较差，所以基坑开挖时要根据土质情况放坡开挖，具体土质对应的放坡系数与支护方式见下表。

    基坑采用一级放坡开挖，参照各类土质情况进行放坡。在土质较好的地区（岩石层、卵石土与风化土、粉质粘土），采用放坡开挖即可。

    如在土质较松软（流沙、淤泥）、施工环境在特殊区域（池塘等）的基坑，则选用放坡与松木桩或沙袋等材料进行支护、围堰。

基坑支护随土方开挖进程分段进行，支护过程中指派专人密切注意检查边坡顶部和侧面沉降监控点。如超过警戒数值应立即报告项目部并迅速采用加固等措施。

（2）软基开挖具体措施

    ①开挖放坡：严格按土质情况，并参照放坡支护表进行放坡与支护。开挖时，应随时注意土壁的变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑，并注意支撑的稳固和土壁的变化；

    ②排水措施：在坑边布置好排水土沟（30×30cm）、集水坑（50×50×50cm），使地表水能按指定流向流动，防止其倒流渗入基坑冲刷边坡，影响开挖及导致基坑边坡失稳坍塌。当坑面、边坡出现裂缝，应立即用水泥砂填补封塞，以免雨水渗入；

   ③坑边荷载：在基坑边缘上侧堆土时，应于基坑边缘保持 2m 以上的距离，以保证边坡的稳定，基坑边缘 2m 以上距离堆土高度，不宜超过 1.5m，以免使边坡土壁塌方。在坑深一倍范围内地面荷载设专人进行管理，不得随意放置机具、停放大型机械和物料，防止荷载加大引起边坡失稳；

    ④基坑支护变形监测：本工程污水处理池位于农低洼处村，周边无建筑物、管线等设施，施工过程中主要对基坑边坡的水平位移、沉降、裂缝进行监测，出现异常情况，立即停止开挖，上报项目部及时处理；

    ⑤基坑上下应先挖好阶梯或支撑靠梯，或开斜坡道，并采取防滑措施，禁止踩踏支撑上下；

⑥基坑开挖支护示意图：

02 软基处理

    基坑开挖到设计标高时，通知业主、设计、监理单位相关代表到现场进行地基承载力检测。采用轻型动力触探仪，检测结果满足设计图纸要求，即可进行下一道工序的施工。若基底承载力达不到设计要求时，要进行软基处理。本工程软基处理方法有两种：

    第一种：松木桩或沙包边坡支护，基底下层采用大块石挤淤，上层采用级配良好的碎石 30cm 找平。

    第二种：松木桩或沙包边坡支护，基底打φ120 松木桩（长度 3m），间距 500mm 梅花布置，上层采用级配良好的碎石 30cm 找平。

    在新农村建设当中，厌氧+人工湿地是一种工艺简单、运行维护管理方便、运行费用低的污水处理工艺。不同的新农村建设项目可根据实际情况，寻求合适的建设方向。纯水设备，工业纯水设备，纯化水设备。