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随着农村经济的发展和农户生活质量的显著提高，农村生活用水量和用水保证率也大幅变上升，从而带来了农村生活污水量的大幅度増加。农村生活污水主要通过以下三种途径排入地表环境：1)直接流向地面；2)就近排入河道；3)通过下水道排入河道。农村生活污水特别是混有养殖废水的农村生活污水因收集和处理不当，已对农村生态环境和人居环境造成严重破坏。近年来，在农村生活污水处理方面运用了土地种植植物处理的生态化方法（即人工湿地）和微动力生物技术方法进行处理，取得了一定的效果。然而，从实际的人工湿地法处理来看，其处理农村生活污水中普遍遇到的问题有：第一，系统极易受混有养殖污水的高浓度农村生活污水冲击，湿地植技根系缺氧等酸畋枯死，导致处理系统瘫痪；第二，季节适应性不强，易受气温影响，植技难于更换；第三，湿地植技的气根常被排水峰期浸泡，系统中微生物的作用得不到充分发挥；第四，长期运行以后易形成严重堵塞，导致处理效率下降，而微动力生物技术方法对纯生活污水的处理效果是可以的，但是对混有养殖废水的生活污水则无能为力，氨氮往腿标，如雖制住氨氮，投资要増加、设备要増多，运行费用及管理难度也随之加大，造成农村污水处理站难以持续运行。
为了选择一种既可以模拟自然生态的污水净化模式，同时又能有效地解决现有人工湿地和生物技术方法存在的缺陷，确保污水处理系统在一年四季中得到稳定的运行，达标排放。笔者从建设和运营多个农村生活污水处理工程项目中，针对现有的污水細支术与农村生活污水的特殊性，经过科学的优选和试验研究，创新樹也将组合填料微动力生态水培技术应用在混有养殖废水的农村生活污水处理中，建立了一种适宜于农村污水特点和具有生态化污水处理能力的新技术，避免因农村生活污水直接排放而引起水体、土壤和农产品的污染，对减少农村水源污染、建设清洁乡村、保护环境具有重要意义。
1 工程概况
1.1 工艺流程
组合填料微动力生态水培处理技术应用于南宁市青秀区伶俐镇王京村“清洁水源、清洁田园、清洁家园”美丽乡村科技惠民示范工程。该项目处理规模为：生活污水50m3/d，养殖污水5m3/d。其工艺流程如图1。
1.2 技术设计特点
(1)组合填料微动力生态水培槽设计有微曝与循环系统，用光伏能做动力，由自动控制实行间隙供氧和循环操控运行，合理的微曝产生好氧一缺氧一兼氧的生态环境。
(2)组合填料微动力生态水培槽底部设计有活 性污泥固定床，在自动控制间隙供氧的条件下，活性污泥固定床具有好氧、兼氧、厌氧菌种共存，尤其使得硝化菌和反硝化菌共存，可一体化完成硝化和反硝化去除污水中的氮磷和有机物质。
(3)组合填料微动力生态水培槽设计有活性污泥悬浮床，采用浅层曝气技术，在水培槽循环水力推流下，活性污泥悬浮床是好氧微生物菌群直接处理、降解有机物的场所。
(4)组合填料微动力生态水培槽设计有植技栽培浮床，优选根系发达的水生植物，利用其生长繁殖过程中的根系表面形成的生物菌团，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质，净化水质。
(5)采用深沟型水培槽设计，使长细的植技根系往水中生长，既有利于大量微生物、藻类和微小动物的生长繁殖，去除生活污水中的氮、磷化合物和含碳有机物质，使污水得到净化，同时又有效地解决了人工湿地长期运行易形成严重堵塞的难题。
1.3 工艺优势分析
组合填料微动力生态水培有别于水培技术。水培技术通过人为地将化学肥料配制成水培植技生长所需的液体肥；而该技术则利用原污水的水质，经过预处理后变成水培植技生长所需的液体肥，通过采用多层组合填料水培槽，利用植物生长发达的根系形成的生物菌团，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质从而达到污水净化。同时该技术设计可自动控制实行间隙微曝供氧和循环操控运行，且利用光伏能为处理系统提供动力，有效地降低了处理系统的运行成本。
在植物选取方面，根据优选植技生理对营养液的要求，即具有低氢离子浓度（pH)、低导电率(EC)、低溶氧量（DO)的特点进行设计。实际运行中发现，叶菜类蔬菜符合植物生理对营养液的要求，且在两广亚热带地区的高气温条件下，其生长速度较快，污水中大量的氮、磷化合物和含碳有机物质作为其营养物质得以去除。
2 处理效果分析
从2014年6月25日起启动生态水培处理污水系统进行试验，以7天为一个试验小期连续运行，第一个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加lm3养殖沼液，第二个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加2m3养殖沼液，第三个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加3m3养殖沼液，第四个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加4m3养殖沼液，第五个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加5m3养殖沼液。研究试验依据生态水培植技的生长特点，采用逐步増大处理负荷的方法进行，时间共计35天，以7天为一个试验小期记录试验数据。
从第一个小期自动计量向处理系统添加养殖沼液后，排水口的CODcr为35mg/L,这是因为在第1一2小期态水培槽依靠槽中的微曝装置供氧，激发各生物菌群的生长与形成和各功能槽的作用，对污水中的有机物质进行消化分解。在第3—4小期随着生态水培槽植技的生长茂盛和根系的繁殖生长，吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质，从而使水质得到净化，所监测到排水口的氨氮为3.2mg/L。（见图2)
从图3中第1—4小期的监测结果可知，在第3小期后随着生态水培槽内各种菌团的形成和植技的茂盛生长，污水中氨氮的去除率显著，而进入第4小期后，生态水培槽末端3槽水培植技出现生长缓慢的迹象，这是因该段系统中氨氮浓度过低，污水中氮磷等植物生长必需的营养元素大部分已经去除所造成。
根据第5个试验小期的监测数据显示，生态水培槽处理系统排水口的⑴Dcr为20mg/L、BODASmg/L、氨氮为1.63mg/L，远低于囯家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002) —级B标准，其处理系统去除率显著。（见表1)
3 技术经济分析
该系统采用组合填料微动力生态水培技术处理混有养殖废水的农村生活污水，其中光伏能为处理系统提供动力，生态水培槽设计集传统的厌氧、好氧生化池、沉淀池和人工湿地集为一体（槽），该系统的基 建投资和工艺能耗估算见表2所示。
由表2可知，由于采用笔者公司设计的生态水培槽技术，在占地面积为160m2的情况下，年处理混合污水量为20000m3，年运行费用仅是设备维修费用<100元。同时整套系统装机容量为1.85kW，主要动力消耗为生态水培槽微曝气和循环系统，利用3kW光伏能可以满足整个处理系统提供动力需求，每年节约用电3376kW,按每kW电费0.6元计，每年可节约电费2025元，有效地降低了处理系统的运行费用。
4 结论
利用光伏能生态水培新工艺处理混有养殖废水的农村生活污水，出水水质稳定，从其运行的状况和运行的效果表明：
(1)生态水培槽的对于混有养殖污水的农村综合生活污水中CODcr、氨氮、B0D5、悬浮物的去除效果显著，其出水达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002)—级B标准。
(2)生态水培槽污水处理系统不但具有处理污水的显著效果，同时也获得水培植物（如叶菜类）不同季节的收益，实现生态循环再利用。
(3)运用光伏能可以满足水处理系统中动力需求；生态水培槽设计集传统的厌氧、好氧生化池、沉淀池和人工湿地集为一体（槽）。该技术节省了污水处理工程建设的投资、土地面积的占用，减轻村级电耗的负担，从而有效地降低了处理系统的运行成本。
来源：惠果、百度，环保人 整合整理
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