太湖流域城鎮污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)多數符合《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918?2002)

　　一級排放標準，但與地表水排放標準仍存在較大差距，尤其是氮磷含量較高，因而需對尾水進(jìn)行進(jìn)一步深度脫氮除磷處]。本研究針對我國太湖流域污水處理設施尾水，采用涵蓋“水質(zhì)水量調節?垂直潛流人工濕地?水平潛流人工濕地”的深度脫氮除磷工藝，進(jìn)一步提升污水處理設施尾水水質(zhì)標準，實(shí)現低污染水再利用和資源化，為太湖流域污水處理廠(chǎng)深度處理及提標改造提供技術(shù)支持。

　　一、?工藝流程

　　尾水深度脫氮除磷工藝，涵蓋水量調節、垂直潛流人工濕地和水平潛流人工濕地工藝。低污染水或尾水經(jīng)過(guò)調節池調節依次進(jìn)入垂直、水平潛流人工濕地，通過(guò)濕地的主要基質(zhì)鋁污泥填料、植物以及微生物三者的協(xié)同作用，使污水得到進(jìn)一步處理，達到更高標準排放。

　　工藝中，水量調節是對濕地進(jìn)水的預處理，與污水處理廠(chǎng)的預處理相似，對水質(zhì)、水量進(jìn)行調節，方便人工濕地的后續處理，防止濕地的堵塞及控制水量等。調節后的出水經(jīng)配水設施進(jìn)入垂直潛流+水平潛流二級人工濕地，通過(guò)人工濕地基質(zhì)、植物以及微生物的吸收利用，達到凈化水質(zhì)的目的。下圖為污水處理設施現場(chǎng)。

　　二、工藝參數

　　2.1?水質(zhì)水量調節

　　為滿(mǎn)足工程總體要求和人工濕地進(jìn)水水質(zhì)要求以及減輕濕地污染負荷，在人工濕地前設置水質(zhì)水量調節設施，即預處理設施，如格柵、沉砂、初沉、均質(zhì)、水解酸化、穩定塘、厭氧、好氧等，達到去除污水中漂浮物、部分懸浮物、有機物及平衡水質(zhì)水量的目的。一般污水處理廠(chǎng)預處理設施均可作為水質(zhì)水量調節設施，設施的選用應結合進(jìn)水的水質(zhì)水量狀況以及現場(chǎng)的實(shí)際狀況來(lái)選定。常見(jiàn)的水質(zhì)調節設施有：

　　(1)格柵池

　　格柵池中宜設置粗、細兩道，以攔截較大體積的懸浮物，防止堵塞布水口。

　　(2)沉砂池

　　污水中的SS含量大于100mg/L時(shí)，宜設沉淀池。沉砂池主要用于去除污水中的砂粒，以保護管道、閥門(mén)等設施免受磨損和阻塞，一般采用平流式沉砂池。為保證沉沙效果，沉砂池中水平流速宜≤0.1m/s。

　　(3)水解酸化池

　　污水的BOD5/CODCr小于0.3時(shí)，宜采用水解酸化預處理工藝，水解酸化池可將大分子物質(zhì)轉化為小分子物質(zhì)，將環(huán)狀結構轉化為鏈狀結構，進(jìn)一步提高廢水的BOD5/CODCr比，增加廢水的可生化性，為后續的好氧生化處理創(chuàng )造良好的環(huán)境。處理生活污水的水力停留時(shí)間約為3h。

　　(4)接觸厭氧池

　　接觸厭氧池內宜用固著(zhù)型彈性填料，填料間宜保持10～30cm間距以防堵塞，水力停留時(shí)間宜≥18h。

　　(5)曝氣生物濾池

　　生物濾池濾料應具有強度大、不易磨損、空隙率高、比表面積大、化學(xué)物理穩定性好、易掛膜、生物附著(zhù)性強、比重小和不易堵塞的性質(zhì)。曝氣生物濾池的BOD5容積負荷宜為3～6kg/m3?d。水力停留時(shí)間宜≥6h。

　　(6)水量調節池

　　當來(lái)水的水質(zhì)及水量不穩定時(shí)宜建調節池，起到調節水量、均衡水質(zhì)作用，其停留時(shí)間在4～6h。

　　2.2?水平潛流人工濕地

　　潛流濕地是指由砂礫層組成的淺床濕池植物系統，污水由進(jìn)水口一端沿水平方向流動(dòng)到出水口一端，污水流動(dòng)過(guò)程中依次通過(guò)砂石、介質(zhì)、植物根系，達到凈化目的，該生態(tài)處理系統主要由土壤、濕地植物和微生物組成。

　　(1)水平潛流人工濕地的結構包括進(jìn)水區、處理區和出水區，其中處理區自上而下為覆蓋層、填料層和防滲層。進(jìn)水區和出水區宜放置粒徑為40～80mm的卵石和礫石，長(cháng)度宜為1～1.5m，分布于整個(gè)濕地床寬。處理區填料粒徑宜為4～30mm。覆蓋層厚度應>20cm，材料宜選用種植土。填料層厚度宜為50～100cm，分層鋪設，每層厚度宜為30mm左右。濕地床體水力坡度宜為0.5%～1.0%。

　　(2)水平潛流人工濕地的長(cháng)寬比宜為2:1～4:1，長(cháng)度宜<50m，濕地單元的面積宜<800m2。

　　(3)水平潛流人工濕地的填料空隙率宜為30%～50%。

　　2.3?垂直潛流人工濕地設計

　　垂直潛流人工濕地與水平潛流人工濕地的區別在于水流方式。在垂直潛流系統中，污水由表面縱向流至床底，在縱向流的過(guò)程中，污水依次經(jīng)過(guò)不同的介質(zhì)層，達到凈化的目的。

　　(1)垂直潛流人工濕地的結構自上而下宜為覆蓋層、填料層、過(guò)渡層、排水層和防滲層;垂直潛流人工濕地最大深度不宜大于2m。

　　(2)垂直潛流人工濕地的配水和集水系統均宜采用穿孔管，配水支管長(cháng)不宜大于6m、間距不宜大于2m，孔口間距宜按人工濕地寬度的10%計，不宜大于1m。集水支管和配水支管宜間隔、交錯布置，集水支管進(jìn)水孔徑宜為2～3cm，且不應大于排水層材料的最大粒徑。

　　(3)垂直潛流人工濕地應設通氣管，通氣管應與集水管相連，其管口至少應高出覆蓋層頂面300mm。

　　2.4?鋁污泥復合填料

　　人工濕地對污染物的削減主要在于人工濕地填料以及附著(zhù)在濕地填料表面的微生物的作用，本技術(shù)提供一種適用于復合人工濕地的鋁污泥復合填料。該填料以鋁污泥為原料，與一定重量份的沸石或鋼渣混合，經(jīng)一系列工藝制成鋁污泥?鋼渣、鋁污泥?沸石和鋁污泥?鋼渣?沸石三種復合填料。鋁污泥來(lái)源于給水處理，原水中的污染物質(zhì)主要包括濁度、色度、腐殖質(zhì)等，沒(méi)有有毒物質(zhì)，且鋁污泥簡(jiǎn)單易得、鋁離子含量高、量大、可免費使用，是一種較為理想的填料前驅體。鋁污泥復合填料具有很好的物化性質(zhì)，其體積密度、孔隙率和比表面積等優(yōu)于市場(chǎng)普通填料，并

　　具有較好的磷吸附性能。通過(guò)相關(guān)試驗，該填料可同時(shí)應用于水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地，對污水中的氮和磷具有較好的去除效果，可有效緩解人工濕地堵塞的問(wèn)題，填料壽命較長(cháng)，應用前景廣泛。

　　2.4.1鋁污泥復合填料的制備

　　鋁污泥復合填料由重量份為40～50份的沸石或鋼渣和50～60份的鋁污泥組成，沸石或鋼渣加入黏結劑攪拌均勻后放入造粒機得到顆粒物，將脫水后的鋁污泥包裹在顆粒物表面，形成鋁污泥殼，經(jīng)烘干后放入500℃～600℃無(wú)氧焙燒爐中焙燒6～8h得到三種表面鈍化且帶有大量孔隙的球狀鋁污泥?沸石、鋁污泥?鋼渣和鋁污泥?鋼渣?沸石復合填料。

　　2.4.2濕地填料的鋪設

　　鋁污泥復合填料適用于各類(lèi)人工濕地，尤其在水平潛流與垂直潛流人工濕地中有較好的除磷效果，該填料主要鋪設于人工濕地的中層和上層，粒徑規格在5～15mm，填料間孔隙率為0.3～0.5，單層厚度為10～30cm，填料鋪設厚度應根據人工濕地池體的設計選擇。

　　三、結語(yǔ)

　　本文重點(diǎn)闡述了水質(zhì)水量調節、垂直潛流人工濕地和水平潛流人工濕地的工藝參數，并介紹了鋁污泥復合填料的制備及使用方法。通過(guò)“水質(zhì)水量調節?垂直潛流人工濕地?水平潛流人工濕地”，研究出適用于太湖流域污水處理設施尾水的深度脫氮除磷工藝。太湖流域污水處理廠(chǎng)尾水提標改造需求大，該技術(shù)應用空間較大，研究成果對太湖流域污水處理廠(chǎng)尾水深度處理及提標改造具有重要的指導意義。（來(lái)源：江蘇龍騰工程設計股份有限公司；江蘇省雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心；南京市生態(tài)河道工程技術(shù)研究中心）