摘要：在對(duì)江蘇省常州市談家頭村現(xiàn)狀調(diào)研勘察的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)場(chǎng)地形，以斷頭河浜為依托，構(gòu)建人工浮島和曝氣魚(yú)塘，采用地埋式微動(dòng)力A/O法+曝氣魚(yú)塘組合工藝模式治理修復(fù)農(nóng)村生活污水與河浜生態(tài)環(huán)境污染。改善了浜內(nèi)魚(yú)塘放養(yǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)該村生活污水治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖增收三位于一體。工程運(yùn)行結(jié)果表明，出水水質(zhì)指標(biāo)COD、TP、NH3-N、TN均低于GB 18918-2002一級(jí)B排放要求，河浜內(nèi)水體恢復(fù)至GB3838-2002Ⅲ類(lèi)水質(zhì)。該工程對(duì)于太湖流域周邊農(nóng)村地區(qū)生活污水的治理具有良好的示范及推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：斷頭河浜；工程示范；人工浮島；曝氣魚(yú)塘

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）11-2669-03

蘇南水網(wǎng)地區(qū)河流眾多，人們習(xí)慣將與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和百姓日常生活相關(guān)的小河流或人工小水渠稱為河浜[1]。近年來(lái)，隨著國(guó)家“村村通”的實(shí)施和新農(nóng)村建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，鄉(xiāng)村交通得到了長(zhǎng)足發(fā)展，村內(nèi)起交通運(yùn)輸作用的河浜逐漸失去其原有的航運(yùn)功能，與之相應(yīng)而產(chǎn)生的“填浜筑路”的舉措使得多數(shù)河浜被填埋或攔腰截?cái)?，成為斷頭河浜[2]。

蘇南太湖流域周邊村落多數(shù)依河浜兩岸分散而建，兩岸村民多將河浜作為生活用水的水塘[3]。村落污水收集管網(wǎng)和污水處理站的建設(shè)因當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、地域、產(chǎn)業(yè)格局的影響而受到限制[4]，污水無(wú)法集中收集處理，使得河浜成為納污載體，直接消納來(lái)自兩岸居民就近排入的生活污水以及河浜內(nèi)魚(yú)塘養(yǎng)殖廢水，致使河浜污染和淤積嚴(yán)重，污水最終匯入太湖，加劇了太湖水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度[5]。因此合理解決農(nóng)村地區(qū)生活污水污染問(wèn)題，以及恢復(fù)河浜原有生態(tài)功能，對(duì)于太湖流域水環(huán)境污染防治與水質(zhì)提高意義重大[6]。

采用地埋式微動(dòng)力A/O法+曝氣魚(yú)塘組合工藝對(duì)江蘇省常州市談家頭村生活污水進(jìn)行治理，通過(guò)對(duì)村邊斷頭河浜內(nèi)原有的魚(yú)塘進(jìn)行底質(zhì)改性和底棲動(dòng)物控養(yǎng)，在魚(yú)塘底部增設(shè)曝氣裝置，對(duì)水體進(jìn)行曝氣增氧，并以斷頭河浜為依托構(gòu)建人工浮島，從而在恢復(fù)斷頭河浜生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，進(jìn)一步消納、凈化經(jīng)生化處理的周邊零星農(nóng)戶所排放的生活污水，解決農(nóng)村生活污水難以集中處理及河浜生態(tài)環(huán)境惡化的雙重問(wèn)題，消減了匯入太湖的水污染負(fù)荷，具有處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低、維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，幾乎不占用土地面積，生態(tài)環(huán)境效益顯著。

1 示范工程概況

工程位于江蘇省常州市談家頭村，村內(nèi)生活污水經(jīng)污水管渠收集后就近排入村邊水體——談家頭浜，經(jīng)武南河進(jìn)入武進(jìn)港（當(dāng)?shù)匾粭l連通太湖的運(yùn)河叫武進(jìn)港，并非港口），最后匯入太湖，污水未經(jīng)任何處理，污染嚴(yán)重。河浜內(nèi)魚(yú)塘依河而建，過(guò)量的飼料投放以及魚(yú)自身排泄物使河浜有機(jī)污染嚴(yán)重；河浜底部形成了一層由水生生物的尸體、糞便、殘餌沉積而成的黑色淤泥，淤泥內(nèi)的有機(jī)質(zhì)在厭氧、缺氧條件下形成大量的有害物質(zhì)如甲烷、硫化氫、氨等[7]，臭氣難聞，影響周邊居民的日常生活，不利于河浜內(nèi)水生生物的生長(zhǎng)；河浜底泥中的氮、磷存在著季節(jié)性釋放的問(wèn)題，河水富營(yíng)養(yǎng)化程度高，水體中藻類(lèi)、浮萍瘋長(zhǎng)[8]。工程治理流域涉及談家頭村民150戶，總?cè)丝?00人，談家頭浜治理段長(zhǎng)約60 m，平均寬約8 m，面積約480 m2，呈南北走向，流向?yàn)橛杀蓖狭鳌?/p>

1.1 水量設(shè)計(jì)

人均用水量標(biāo)準(zhǔn)按100 L/d計(jì)算，總用水量為500×100 L/d。生活污水量按用水量的80%計(jì)，則污水量為500×100 L/d×80%=40 m3/d，無(wú)其他污水。由于農(nóng)村污水量及水質(zhì)的不均勻性較大，擬建污水站在充分考慮這一因素后，核定設(shè)計(jì)污水量為40×1.2=48 m3/d，既可以24 h連續(xù)運(yùn)行，又可間歇運(yùn)行。

1.2 進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計(jì)

根據(jù)沿湖地區(qū)生活污水相關(guān)資料，主要污染物排放參照GB 18918-2002一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1。

1.3 工藝流程與原理

根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果、相關(guān)廢水處理技術(shù)總結(jié)和項(xiàng)目排放標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合實(shí)際，該工程采用地埋式微動(dòng)力A/O法+曝氣魚(yú)塘的組合工藝方案。該方案污水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

如圖1所示，談家頭村生活污水經(jīng)污水管網(wǎng)及管渠收集進(jìn)入暗井，經(jīng)由暗井內(nèi)置格柵對(duì)污水的雜質(zhì)包括懸浮物、漂浮物及粒徑較大的顆粒物進(jìn)行攔截，以保證后續(xù)工藝設(shè)備不受影響；出水自動(dòng)流入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)對(duì)污水的水質(zhì)與水量進(jìn)行調(diào)節(jié)和均和，削減高峰時(shí)期的水力負(fù)荷，同時(shí)調(diào)節(jié)污水的pH，粒徑較小的顆粒物此時(shí)期可發(fā)生沉降分離，從而達(dá)到污水初步處理的效果，確保進(jìn)行生化處理前水質(zhì)與水量的穩(wěn)定。

A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施包括缺氧池、接觸好氧池、沉淀池、污泥消化池、風(fēng)機(jī)房及清水池。調(diào)節(jié)池底部設(shè)置的水泵將污水提升至A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施，歷經(jīng)缺氧、好氧、沉淀、消化的過(guò)程，降低了污水中的氮磷含量，使污水中大部分的有機(jī)污染物得到降解，在凈化水質(zhì)的同時(shí)達(dá)到污泥減量和穩(wěn)定的效果。

凈化后的尾水自清水池匯集后流入斷頭河浜（即曝氣魚(yú)塘），利用浜內(nèi)構(gòu)建的人工浮島對(duì)出水水質(zhì)進(jìn)行深度處理，在水體流經(jīng)浜內(nèi)曝氣魚(yú)塘的同時(shí)進(jìn)一步降解水中的有機(jī)污染物；對(duì)魚(yú)塘進(jìn)行底質(zhì)改性和底棲動(dòng)物控養(yǎng)，使得河浜底泥中的有機(jī)污染物在微生物和底棲動(dòng)物的作用下得到持續(xù)降解并無(wú)機(jī)化，富含氮磷元素的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽以及底泥中所蘊(yùn)含的有害氣體因此得到釋放，并借助由曝氣所產(chǎn)生的水流紊動(dòng)而上浮，營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)由河浜周邊及浮島內(nèi)植物吸收，以此促進(jìn)植物生長(zhǎng)，有害氣體自水面溢出，保證了魚(yú)塘放養(yǎng)環(huán)境，增加的底棲動(dòng)物擴(kuò)展了河浜生態(tài)食物鏈，從而減少魚(yú)飼料的投放量，間接提高水體自凈的能力，最終達(dá)到村內(nèi)污水水質(zhì)凈化、河浜污染修復(fù)治理，以及提高生魚(yú)產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的目的。

2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

2.1 暗井

暗井設(shè)計(jì)長(zhǎng)寬分別為2、1 m，高度為1.5 m，磚砌結(jié)構(gòu)，內(nèi)置格柵1臺(tái)，柵隙30 mm，池壁內(nèi)鋪設(shè)SBS防水層?？紤]到村內(nèi)管網(wǎng)布置方式為雨污合流制，于距離井底1 m的井壁處設(shè)置泄洪管，泄洪管材質(zhì)為PVC波紋管，內(nèi)徑400 mm，以保證下雨時(shí)過(guò)量的雨水自泄洪管泄流。

2.2 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)有效容積為16.2 m3，考慮到下雨時(shí)來(lái)自暗井溢流的污水，結(jié)合設(shè)定污水量，設(shè)置停留時(shí)間約5 h，設(shè)計(jì)長(zhǎng)寬分別為3、2 m，有效水深2.7 m，磚砌結(jié)構(gòu)，池壁鋪設(shè)SBS防水層。池體底部安置兩臺(tái)污水提升泵（1用1備），流量4.0 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率0.5 kW，用以提升污水至后續(xù)處理設(shè)備，水泵周邊安置鐵絲網(wǎng)，確保水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 A/O集成式磚砌污水處理設(shè)施

污水處理設(shè)施為地下式，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為7.8 m、寬為2.1 m，埋深3 m，共包含6個(gè)池體，分別為缺氧池、接觸氧化池、沉淀池、污泥池、清水池、風(fēng)機(jī)房，各池體均為磚砌結(jié)構(gòu)，池壁鋪設(shè)SBS防水層。

缺氧池設(shè)計(jì)長(zhǎng)2 m、寬1.5 m，有效水深2.7 m，有效容積為8.1 m3，停留時(shí)間約3 h。通過(guò)厭氧硝化及反硝化作用去除水中難降解的有機(jī)物。

接觸好氧池設(shè)計(jì)長(zhǎng)4 m、寬2 m，有效水深2.7 m，有效容積為21.6 m3，停留時(shí)間約8 h。池內(nèi)設(shè)置半軟性填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度，將從缺氧池中流出的有機(jī)污染物進(jìn)一步通過(guò)生物氧化作用分解。

沉淀池設(shè)計(jì)長(zhǎng)2 m、寬1 m，有效水深2.7 m，有效容積為5.4 m3，停留時(shí)間約2 h。上清液回流至調(diào)節(jié)池，由于污泥量較少，下層污泥定期提升至污泥池。

污泥池設(shè)計(jì)長(zhǎng)1 m、寬0.8 m，有效水深2.7 m，有效容積為2.16 m3。系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較少，為了保證剩余污泥量的穩(wěn)定，防止磷的釋放，污泥池內(nèi)進(jìn)行微氧充氣攪拌。好氧消化后由當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門(mén)定期清理外運(yùn)或者用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)田堆肥。

清水池設(shè)計(jì)長(zhǎng)0.76 m、寬0.8 m，有效水深2.7 m，有效容積為1.64 m3。經(jīng)生化處理的尾水在清水池進(jìn)行收集，后外排至曝氣魚(yú)塘。

風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)長(zhǎng)1.4 m、寬1.3 m，埋深3 m。內(nèi)置兩臺(tái)HC-30IS低噪音回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量0.4 m3/min，功率0.5 kW，一用一備，每2 h自動(dòng)切換一次，交替運(yùn)行。

2.4 曝氣魚(yú)塘

工程主要包括人工浮島構(gòu)建、魚(yú)塘底質(zhì)改性和底棲動(dòng)物控養(yǎng)。設(shè)計(jì)浮島總面積為127.75 m2，單個(gè)浮島呈半橢圓形，設(shè)計(jì)長(zhǎng)半軸為3.5 m、短半軸為2.5 m。人工浮島分為景觀浮島和浮島濕地兩部分，景觀浮島植物選用圓幣草，以錨裝置固定；浮島濕地布置于景觀浮島外側(cè)，與浮島形成層次落差，達(dá)到立體效果，植物選用再力花、花葉蘆竹、菖蒲、千屈菜等，濕地浮體填料選用陶粒或高爐渣，同時(shí)代替植物種植土。魚(yú)塘底質(zhì)改性按0.6 kg/m2的平均密度投放底質(zhì)改良劑288 kg，投放形式為粉式、均勻撒播，主要成分為改性黏土絮凝劑及微生物制劑；底棲動(dòng)物控養(yǎng)按0.2 kg/m2的密度放養(yǎng)，投放泥鰍、螺、蚌、河蜆、水蛭等底棲動(dòng)物96 kg，同時(shí)于曝氣魚(yú)塘內(nèi)放養(yǎng)鰱、鳙等少量食藻魚(yú)類(lèi)；魚(yú)塘底部增設(shè)充氧機(jī)一臺(tái)，視天氣和水壓情況間歇運(yùn)行。

3 運(yùn)行效果與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

3.1 運(yùn)行效果

工程于2011年3月建成運(yùn)行，表2為主管部門(mén)委托當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站抽檢的結(jié)果。由表2可以看出，出水水質(zhì)指標(biāo)COD、TP、TN、NH3-N均低于GB 18918-2002一級(jí)B排放要求。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

工程建設(shè)投資包括生活污水處理設(shè)施、河塘清淤、河浜砌石護(hù)岸、村內(nèi)道路硬化等工程，費(fèi)用共計(jì)55.63萬(wàn)元，工程各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用如下。

1）電費(fèi)（E1）。污水站用電負(fù)荷1.0 kW（近期每天實(shí)際運(yùn)行時(shí)間按8 h計(jì)），電價(jià)按0.6元/kWh計(jì)，每天處理廢水電費(fèi)E1=1.0×0.6×8÷48=0.10（元/m3）。

2）人工費(fèi)（E2）。污水處理站共設(shè)1人（兼職），人均月工資按150元計(jì)，廢水每天處理人工費(fèi)E2=150×1÷（48×30）=0.104（元/m3）。

3）浮島植物養(yǎng)護(hù)及日常維護(hù)管理費(fèi)（E3）。主要用于植物的更換、修剪、收割，以每年0.5萬(wàn)元計(jì)，則E3=5 000÷（48×365）=0.285（元/m3）。

每天處理廢水總成本ET=E1+E2+E3=0.489（元/m3）。

4 小結(jié)

采用地埋式微動(dòng)力A/O法+曝氣魚(yú)塘組合工藝模式，利用現(xiàn)場(chǎng)地形條件對(duì)河浜內(nèi)魚(yú)塘進(jìn)行改建，同時(shí)依托河浜構(gòu)建人工浮島，進(jìn)而在恢復(fù)河浜生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，亦作為經(jīng)生化處理的農(nóng)村生活污水的后續(xù)深度處理，從源頭消減了匯入太湖的污染負(fù)荷，保證了浜內(nèi)魚(yú)塘放養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)了當(dāng)?shù)貪O業(yè)養(yǎng)殖的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)該村生活污水治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖增收三位于一體。

該工程建設(shè)投資為55.63萬(wàn)元，運(yùn)行費(fèi)用為每天0.489元/m3，出水水質(zhì)COD、NH3-N、TN、TP等污染物指標(biāo)均低于GB 18918-2002一級(jí)B的排放要求。工程各項(xiàng)處理設(shè)施均為地埋式，不占用沿河周邊的土地面積，滿足周邊地形地貌以及房屋布置格局的限制要求。該治理模式對(duì)于整個(gè)太湖流域周邊農(nóng)村地區(qū)生活污水治理起到了推動(dòng)和示范作用。

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