海門河道污水處理一體化設(shè)備技術(shù)指導(dǎo)在農(nóng)村地區(qū)土地資源充足的情況下，生態(tài)處理系統(tǒng)是較為常見的污水處理技術(shù)。其中人工濕地具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行管理方便、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、脫氮除磷效果好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有進(jìn)水負(fù)荷承載力差、易于堵塞、受季節(jié)影響等缺點(diǎn)。因此，該技術(shù)不宜單獨(dú)作為污水處理工藝使用，組合處理工藝更適應(yīng)農(nóng)村的污水排放現(xiàn)狀。本研究針對(duì)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)，進(jìn)行了厭氧+跌水曝氣+人工濕地組合工藝處理生活污的研究，以期為該類型農(nóng)村生活污水的處理提供技術(shù)參考。

1、材料與方法

1.1 組合工藝及其運(yùn)行條件

實(shí)驗(yàn)所用污水來自北京市某農(nóng)村家庭的生活雜排水，其水質(zhì)特征如表1所示。實(shí)驗(yàn)采用的厭氧+跌水+人工濕地組合工藝流程如圖1所示，厭氧反應(yīng)池和跌水曝氣反應(yīng)池為一體化裝置，裝置的有效容積為10L，長(zhǎng)×寬×高為56cm×12cm×16cm，兩者的容積比為1∶1；厭氧反應(yīng)池內(nèi)裝軟性填料，跌水曝氣反應(yīng)池內(nèi)裝球形填料，球形填料直徑為45mm；人工濕地為潛流人工濕地，長(zhǎng)×寬×高為70cm×45cm×45cm，土壤層厚度為10cm，蛭石和鋼渣層厚度為20cm，卵石層厚度為25cm。

為模擬農(nóng)村污水的特點(diǎn)，進(jìn)水分為早(08∶00—09∶00)、中(12∶00—13∶00)、晚(18∶00—19∶00)3個(gè)時(shí)段，每天進(jìn)水10L。厭氧反應(yīng)池HRT為12h。跌水曝氣反應(yīng)池HRT為12h。實(shí)驗(yàn)中人工濕地采用跌水的方式進(jìn)行充氧，利用高差使水流從厭氧段跌入到第2段反應(yīng)池，使其富氧，跌水高度6cm，跌水曝氣反應(yīng)池表面DO為0.8~1.2mg•L-1，厭氧反應(yīng)池表面DO為0.5~0.7mg•L-1。人工濕地的類型為潛流人工濕地，濕地采用兩級(jí)串聯(lián)的方式，濕地中間增加隔板，底部聯(lián)通，布水方式采用進(jìn)水管多孔布水，從濕地上層填料中間流入，然后經(jīng)過中間隔板底部，最后從濕地右邊溢流出水。濕地種植的植物為蘆葦與香蒲。

裝置從2017年3月開始運(yùn)行調(diào)試，啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行5個(gè)月，從裝置穩(wěn)定運(yùn)行開始監(jiān)測(cè)，頻率為1周2次。裝置整個(gè)工藝流程設(shè)置了4個(gè)采樣點(diǎn)，分別為進(jìn)水端、厭氧反應(yīng)池出水端、跌水曝氣反應(yīng)池出水端和人工濕地出水端。

1.2 分析方法

COD采用分光光度法測(cè)定；TN和TP均由哈希多指標(biāo)分析儀(哈希dr2800，美國(guó))測(cè)定；NH+4-N采用納氏試劑紫外分光光度法測(cè)定；SS按照標(biāo)準(zhǔn)重量法(GB11901-1989)測(cè)定；DO采用溶解氧儀(Oxi3210，WTW，德國(guó))測(cè)定。

2、結(jié)果與討論

2.1 組合工藝對(duì)COD的去除效果

組合工藝對(duì)COD的去除效果和沿程變化如圖2所示。從圖2可以看出，裝置在穩(wěn)定運(yùn)行階段，進(jìn)水COD的平均值為151.9mg•L-1(83.5~249.0mg•L-1)；人工濕地出水COD平均值為37.9mg•L-1(12.6~70.7mg•L-1)，均達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)A，裝置COD的平均去除率達(dá)到74.5%(60.2%~92.7%)。結(jié)果表明，組合工藝裝置對(duì)有機(jī)物有較好的降解效果，雖然進(jìn)水COD水質(zhì)波動(dòng)較大，但COD出水水質(zhì)較為平穩(wěn)。這是因?yàn)閰捬醴磻?yīng)池、跌水曝氣反應(yīng)池和人工濕地工藝的組合起到緩沖、調(diào)節(jié)和降解的作用，面對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)，能有效抗擊沖擊負(fù)荷，保障出水水質(zhì)穩(wěn)定。其中厭氧反應(yīng)池、跌水曝氣反應(yīng)池和人工濕地去除率分別為24.0%、19.5%和31.0%，人工濕地的去除率要明顯高于厭氧反應(yīng)池和跌水曝氣反應(yīng)池。

組合工藝對(duì)NH4+-N的去除效果和沿程變化如圖3所示。從圖3可以看出，裝置在穩(wěn)定運(yùn)行階段，進(jìn)水NH+4-N的平均值為17.8mg•L-1(10.8~28.7mg•L-1)，人工濕地出水NH+4-N平均值為7.0mg•L-1(4.3~9.1mg•L-1)，達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)B。裝置NH+4-N的平均去除率達(dá)到59.0%(36.0%~70.0%)，其中厭氧反應(yīng)池的去除率為11.6%，跌水曝氣反應(yīng)池的去除率為17.4%、人工濕地去除率為30.0%。裝置對(duì)NH+4-N的去除效果較好。這主要是依靠厭氧反應(yīng)池的厭氧氨化和反硝化，跌水中的氨化、硝化和反硝化海門河道污水處理一體化設(shè)備技術(shù)指導(dǎo)作用對(duì)NH+4-N的去除起到了復(fù)合加強(qiáng)作用。傳統(tǒng)的油水分離技術(shù)主要根據(jù)水與油重力密度的差異采用隔油池，使油浮于水表面，達(dá)到油水分離的效果。事實(shí)上隨著科技不斷進(jìn)步，水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，油水混合物中雜質(zhì)的種類、數(shù)量不斷豐富，工業(yè)上通用的油水分離技術(shù)己經(jīng)很難達(dá)到油水分離的目標(biāo)。為達(dá)到有效分離，必須根據(jù)油水的分布情況來選擇不同的油水分離技術(shù)。目前，由于膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)具有低成本、應(yīng)用范圍廣、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和高度集成的操作等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)處理含油廢水有顯著效果。本文綜述了膜過濾技術(shù)在油/水分離中的進(jìn)展。重點(diǎn)介紹了無機(jī)膜中陶瓷膜、有機(jī)膜中聚烯烴膜、聚砜類膜、含氟類聚合膜以及近年來熱門的納米材料膜在含油廢水中的應(yīng)用。最后，本文對(duì)未來膜技術(shù)在油水分離的應(yīng)用提出了展望。