仿生態(tài)氧化溝工藝處理禽畜養(yǎng)殖廢水

1.1仿生態(tài)氧化溝的凈化原理

仿生態(tài)氧化溝是一個(gè)模仿自然界污水凈化功能的系統(tǒng)。它利用自然地形的落差實(shí)現(xiàn)污水淺層流動(dòng)溶氧、薄層跌落充氧，同時(shí)通過(guò)設(shè)置多道過(guò)濾屏、水體表面種植水生植物等措施降解有機(jī)質(zhì)，并脫氮除磷，最終達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。整個(gè)系統(tǒng)采用折流流動(dòng)溝道式構(gòu)筑物，無(wú)需任何設(shè)備，無(wú)能耗，并可長(zhǎng)期運(yùn)行。

仿生態(tài)氧化溝是通過(guò)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物作用進(jìn)行優(yōu)化組合，利用這3種作用的協(xié)調(diào)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的凈化。其中物理作用主要是通過(guò)過(guò)濾、沉淀來(lái)實(shí)現(xiàn)。污水進(jìn)入氧化溝，經(jīng)過(guò)多道密集的過(guò)濾屏及植物莖葉、根系，過(guò)濾、截留污水中的懸浮物，并將其沉積在濾屏和溝底，最后自流至污泥沉井排出；化學(xué)作用主要是通過(guò)污水分子相互之間的吸附、離子交換、氧化還原、化學(xué)沉淀等反應(yīng)達(dá)到降低污水濃度的目的；生物作用主要是通過(guò)種植的水生植物的光合作用和水體中微生物好氧、兼氧的生化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的降解和去除。

1.2仿生態(tài)氧化溝的構(gòu)造

仿生態(tài)氧化溝是一種折流流動(dòng)溝道式構(gòu)筑物。結(jié)構(gòu)采用折流溝渠形式（如圖1所示），主要由過(guò)濾屏、折流板、漫流板、污泥沉井、污泥回流斜面、水生植物等幾個(gè)部分組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形和污水濃度、水量，仿生態(tài)氧化溝污水滯留期一般設(shè)計(jì)為3～6天，溝深0.8～1.0m，溝寬1.0～1.5m，設(shè)計(jì)泥齡在20天以上，污泥負(fù)荷為0.01～0.05kgBOD5/kgMLSS·d。

2.1過(guò)濾屏

溝體設(shè)置多道升流式過(guò)濾屏，過(guò)濾屏中安裝了廉價(jià)、有彈性、耐腐蝕且輕質(zhì)的過(guò)濾填料，先粗后細(xì)地進(jìn)行過(guò)濾，填料隨上行水流的沖擊而浮動(dòng)。微生物可附著生長(zhǎng)在填料表面，形成生物膜，或以活性污泥形式截留在填料空隙內(nèi)。污水在通過(guò)填料被截留污質(zhì)的同時(shí)，水中的有機(jī)物與生物膜和活性污泥充分接觸并被微生物吸附、降解。微生物不斷利用氧化還原過(guò)程轉(zhuǎn)化生成新的生物膜，而死亡的生物膜易剝離、脫落，最后經(jīng)氧化溝底的污泥回流斜面集中到污泥沉井中排出。多道密集過(guò)濾屏中填料表面的傳氧機(jī)理與生物膜法相同，經(jīng)過(guò)的污水在過(guò)濾屏表層大量微生物的吸附以及水面種植的水生植物的吸收等作用下，降解去除有機(jī)物并進(jìn)行脫氮除磷。

2.2折流、漫流板

系統(tǒng)采用折流、漫流板組合構(gòu)成了充氧結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。污水以折流方式流動(dòng)，前一級(jí)水流由池底潛流進(jìn)水，經(jīng)升流式過(guò)濾屏在漫流板形成薄層溶氧水面，達(dá)到溶氧目的。緊接著的薄水面經(jīng)漫流板跌落，帶動(dòng)水體紊動(dòng)，使空氣與水體充分混合，達(dá)到對(duì)污水充氧、溶氧和污水與活性污泥混合的目的。

2.3污泥沉井、污泥回流斜面

污泥沉井和污泥回流斜面設(shè)在氧化溝底。凈化過(guò)程中形成的污泥沿污泥回流斜面流至污泥沉井，當(dāng)井內(nèi)污泥積累到一定量時(shí)，即可用潛污泵抽至厭氧池重新進(jìn)行消化、降解處理。

2.4水生植物

仿生態(tài)氧化溝水力停留時(shí)間3～6天，水體平均有效深度0.8m，水面可種植各種根挺、闊葉類(lèi)水生植物。種植水生植物的主要目的就是利用植物光合作用，將氧氣從植物上部輸送到根部，在根區(qū)或根際形成一種好氧環(huán)境，這一環(huán)境能刺激有機(jī)物質(zhì)的分解和硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而達(dá)到去除污水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的目的。

水生植物的莖部和根系為細(xì)菌和其他微生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)，并形成生物膜，可提高去除污水中CODCr、BOD5的能力；水生植物的生長(zhǎng)過(guò)程吸收氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，可提高去除污水中氮磷的能力；水生植物根部具有富集重金屬的功能，可提高去除污水中重金屬的能力。選擇合適的水生植物種類(lèi)在凈化污水過(guò)程中至關(guān)重要。它能夠在去除氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，將其它有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量，達(dá)到降解有機(jī)質(zhì)的目的。一般選用耐污能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、莖葉茂密、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)，且有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的高等水生維管植物。