隨著人民生活水平提高，生活污水量不斷增多，同時由于水資源日益短缺及人們環保意識不斷增強，生活污水處理及回用在提高污水再利用、節約水資源和降低水環境污染等方面顯得尤為重要。
國內某高爾夫球場項目施工人員生活污水未經處理直接排放，嚴重影響周邊人們的生活和污染了周圍的環境; 與此同時，高爾夫球場每天灌溉需要大量用水，而項目區域內高爾夫球場澆灌用水極度緊張。
為有效解決生活污水排放和球場澆灌用水緊張的問題，在工人生活區構筑污水處理系統，處理后的出水用于補給湖水，不僅實現了廢水零排放、降低環境污染風險，而且還節約了有限的水資源，體現了國家提倡的節約、環保的循環經濟理念。
1．1 污水處理規模
本系統污水主要為工人生活區的生活污水，根據業主提供資料，參考《廣東省用水定額》和《室外排水設計規范》(GB50014-2006)，確定設計規模為100 m3/d，總變化系數Kz= 2．30。
1．2 水質設計
參考相關生活污水水質，對污水處理系統的進水水質的主要指標設計見表1［1］。
生活污水進行深度凈化處理后，出水水質要求達到《中華人民共和國地表水環境質量標準》(GB3838-2002) V 類水質標準，出水水質的主要指標見表2。
2 方案設計與工程實施
2．1 現場水質分析
本工程位于工人生活區附近，與普通生活小區生活污水相比，水量變化較大; 隨著水體富營養化越來越嚴重，本工程設計出水用于補給湖水，因此，在常規降解CODcr和BOD5的同時，更應注重對N 和P污染物的去除。
2．2 工藝選擇
本工程污水來水變化較大，應設計調節池; 在去除CODcr和BOD5的同時，對N 和P 污染物去除，采用A/O(脫氮的缺氧－好氧) 工藝［2］; 為降低占地面積，減少污泥產量，同時保證出水水質，采用膜生物反應器(membrane bioreactor，MBR) 工藝［3］; 除磷一般有生物除磷和化學除磷［4］，單獨采用生物除磷工藝，難以達到出水含磷濃度低于0．4 mg/L 的排放要求，可采用化學法進一步除磷(作為輔助除磷) ; 為保障出水水質，同時出于景觀效果考慮，后面增設人工濕地［5］。
2．3 工藝流程
根據本項目水質目標，從保障出水效果、便于自動化運行、節約投資和運行維護費用等方面考慮，主體采用“膜生物反應器+ 人工濕地”組合工藝，具體工藝流程如圖1。
首先通過格柵對污水中大顆粒污染物進行攔截; 接著在調節池進行水質水量調節; 經調節后的污水由提升泵提升到缺氧池; 然后進入接觸氧化池和MBR 池，缺氧池與接觸氧化池及MBR 池構成A/O工藝［2］，同時輔以化學除磷技術; 最后進入濕地進行深度處理。
2．4 主要構筑物及設備
本工程前處理主要構筑物為格柵槽(位于調節池內) 、調節池、缺氧池、接觸氧化池、MBR 池、污泥池、清水池及設備間，采用地下鋼混結構，占地面積80 m2左右; 人工濕地采用磚混結構，占地面積為300 m2，頂部與地面平行。
2．4．1 格柵槽與調節池
主要作用: 攔截污水中大顆粒污染物，調節進水水質水量，確保系統進水均勻。
水力停留時間(HRT) : 9．0 h。
主要設備與參數: 提升泵(Q= 7 m3/h，H=10 m，N= 0．75 kW) 2 臺，液位計控制提升泵啟閉。
2．4．2 缺氧池
主要作用: 與接觸氧化池和MBR 池構成反硝化生物脫氮系統，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將MBR 池回流液帶入的NO3-和NO2-還原為N2，達到脫氮效果［2］。
水力停留時間(HRT) : 2．1 h。
主要設備與參數: 混合攪拌器(N= 15 kW)1 臺。
2．4．3 接觸氧化池和MBR 池
主要作用: 高效降解COD，N，P 等污染物，降低出水懸浮物。
水力停留時間(HRT) : 接觸氧化池HRT=12．2 h; MBR 池HRT= 3．0 h。
主要設備與參數: 回流泵(Q= 7 m3/h，H=10 m，N= 0．75 kW) 2 臺; 污泥泵(Q= 7 m3/h，H=10 m，N= 0．75 kW) 2 臺; 簾式中空纖維膜反應裝置1 套(不銹鋼支架1 套，膜組件材質為PVDF，公稱膜孔徑0．05 μm，設計通量10 ～ 20 L/m2·h)。
2．4．4 設備間
主要作用: 安裝鼓風機、產水泵、反沖洗泵、化學除磷及反沖洗裝置等設備。
主要設備與參數: 羅茨鼓風機(Q=1．66 m3/min，N=2．2 kW) 3 臺; 產水泵(采用浮球液位計控制其啟閉) 2 臺; 反沖洗泵1 臺; 化學除磷及反沖洗裝置各1套。
2．4．5 人工濕地
主要作用: 采用復合垂直流人工濕地技術［5］，深度去除COD，N，P 等污染物，進一步降低出水懸浮物。
水力停留時間(HRT) : 24．0 h。
填料與植物: 填料選擇不同粒徑的碎石和陶粒，有效厚度為80 cm; 植物選擇美人蕉、梭魚草、鳶尾、菖蒲和再力花5 種植物，種植間距為25 cm×25 cm。
2．5 土建工程
本系統前處理土建工程大多屬于特種結構，對裂縫寬度、抗滲性等控制嚴格，采用C25 的防水混凝土，抗滲標號S6，外表面并作防腐處理; 人工濕地底部采用鋼筋混凝土和復合土工膜雙重防滲。
2．6 電氣控制
外部輸配電電纜、控制電纜采用地下電纜溝敷設方式; 采用PLC 系統進行自動化控制，主要控制調節池的提升泵、攪拌器和浮球液位計，缺氧池的攪拌器，MBR 池的回流泵、浮球液位計和污泥泵，設備間內的鼓風機、產水泵和反沖洗泵等設備。
3 處理效果及效益分析
3．1 處理效果
系統處理后經當地環境檢測部門檢測的水質指標見表3，處理效果如下:
(1) 由表3 可見，該處理系統出水滿足設計要求，水質達到《中華人民共和國地表水環境質量標準》(GB 3838-2002) V 類水質標準;
(2) 本系統前處理部分采用地埋式設計，同時對濕地植物搭配方面進行景觀優化，提高了系統的整體景觀效果，實現了與周圍景觀相協調;
(3) 本系統采用MBR 技術，省去了二沉池與消毒池，有效保留活性污泥生物體，降低了剩余污泥量，減少了污泥處理成本;
(4) 本系統在接觸氧化池與MBR池之間增設溢流堰，更好地截留接觸氧化池活性污泥，降低MBR 池內的膜污染，延長膜組件的使用壽命;
(5) 污水經MBR 池處理后進入濕地，降低了濕地污染負荷，減少了濕地堵塞，利于濕地的長期運行; 濕地系統對污水中的氮磷做進一步深度處理，保證了系統出水水質。
3．2 經濟效益
3．2．1 年工程建設成本M1
本工程建設總承包價約為142 萬元，該工程整體使用壽命為50 a，則工程建設投資成本為2．84萬元/a。
3．2．2 年運行費用M2
運行費用主要包括電費、藥品費和濕地費用等。化學除磷藥品濃度為10% 的聚合硫酸鐵溶液，投加量約為50 mL/t，由于聚合硫酸鐵具有一定腐蝕性，同時處于生態考慮，藥品主要在系統調試時投加，隨著系統中活性污泥不斷繁殖、濕地植物和微生物生態系統成熟，投加量逐漸減少，當系統調試完成進入良性循環后，即停止投加，將其作為水質改善的應急措施，因此這部分藥品費用可忽略不計。
濕地費用基本上可歸納為人工費，材料消耗和植物種苗補充費，檢修、事故處理和不可預見費［5］，材料消耗和植物種苗補充費，根據實際工程推算，這部分費用可按每年0．03 ～ 0．04元/m2 進行估算，檢修、事故處理和不可預見費可按每年0．01 ～ 0．02元/m2 進行估算，即12 ～18元/ a，因此，此費用也可忽略不計。
本系統用電功率以4 kW 計，每天運行24 h，本地工業用電0．7元/(kW·h)，則污水處理電費運行費用約為0．67元/m3 (4×24×0．7÷100)。
本系統年運行費用M2= 100×0．67×365=2．45萬元/a (不包括人工費)。100 為每天設計處理的水量(m3)。
3．2．3 年節約自來水水費M3
當地水價按3．5元/m3 計，排污費1．5元/m3 :
M3= 100×(3．5 + 1．5)×365= 18．25萬元/a。
3．2．4 年收益M4
M4= M3-M2-M1= 18．25-2．45-2．84=12．96萬元/a。
通過對本系統建設成本與年收益分析，大約11 a可收回建設成本投資，與常規污水處理項目相比，投資回收期相對偏長，可進一步優化設計，降低投資成本。
3．3 環境效益
(1) 本污水處理系統可有效地降低污水排放量，緩解高爾夫球場用水緊張，大大節約了清潔水的使用和消耗量;
(2) 本污水處理系統能有效防止周邊水生態系統的污染，改善周邊生態環境，在處理回用生活污水的同時創造出一座生態濕地公園;
(3) 本污水系統濕地部分將有力地提升區域生態承載力，為哺乳動物、昆蟲和植物提供良好的棲息和生長環境，促進生物多樣性; 同時具有涵養水源、地下水壓咸、增加空氣濕度的作用。
3．4 社會效益
(1) 本污水處理系統將為人們展現出一個綠色、自然、和諧的高標準生態治污示范工程，具有顯著的示范效應;
(2) 本污水處理系統在培養人們生態、環保、低碳的生活理念方面起著非常直觀的教育作用; 同時提高人們節約資源、重復利用資源、尊重自然的生態理念。
具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。4 結語
(1) 本污水處理系統在降低污水中CODcr的同時，實現了深度脫氮除磷，出水用于補給河湖，實現生態補水。
(2) 采用接觸氧化生物膜技術，利于微生物附著生長，對水質、水量變化適應性強; 在接觸氧化池與MBR 池之間增設溢流堰，更好地截留接觸氧化池活性污泥，降低MBR 池內的膜污染，延長膜組件的使用壽命，有利于MBR 技術的推廣應用。
(3) MBR 池出水進入人工濕地進行深度處理，一方面降低了進入濕地的污染負荷，減少了濕地堵塞，利于濕地的長期運行; 另一方面對濕地進行景觀設計，使得該污水處理系統與周圍環境相互協調，便于其在小區內的推廣應用。
(4) 本污水處理系統前處理好氧部分設計占地面積偏大，增加了工程投資和日常曝氣量，造成本工程造價及運行費用偏高;
目前，MBR 和人工濕地技術在國內外的應用越來越受到關注，如何將這2 種技術進行高效整合，在保證出水水質的同時，更好地降低工程和運行成本，優化景觀效果，融入周圍環境，值得做進一步的深入研究。
