第十七讲 蚯蚓生物滤池构建
1. 概述
2. 结构与种类
3. 设计事项
4. 施工事项
5. 造价
6. 管理
1.1 简介
——蚯蚓生物滤池是法国和智利新开发的一项针对生活污水和有机废水的生物处理技术。1995年法国开发了地球上第一座采用蚯蚓滤池的生活污水处理项目。
——蚯蚓生物滤池是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物分解转化等生态功能而设计，是一种通过滤料截留及蚯蚓和微生物分解利用污水、污泥中的有机物和营养物质的生态型污水污泥同步处理技术。蚯蚓生物滤池净化污水机制主要包括物理、化学和生物三重协同作用。
——蚯蚓生物滤床中的微生物以污水中胶体态和溶解性有机物为食料而生存繁殖，并在载体或填料颗粒表面形成生物膜；蚯蚓以滤床中的生物膜作为营养源，经吸收消化和分解利用实现污泥的减量化和稳定化。
——蚯蚓在滤池生物处理系统中与微生物存在着协同共生的作用，蚯蚓粪对微生物的生长和繁殖也提供了良好的生存基质。在觅食过程中蚯蚓上下运动，对填料起到了疏松作用，使之保持良好的通气环境，有利于污染物的进一步降解。
1.2 优点
——前处理简单，剩余污泥少，能耗低，是一项没有二次污染的自然生态处理技术。
——工艺简单，处理流程很短，不需要设初沉池、二沉池和曝气池等，建设费用低。
——处理效果好，并且不产生臭味。
——运行管理简便，费用很低。
——规模灵活，大到城市集中污水处理，小到一家一户单体蚯蚓滤池。
——可应用于城市生活污水，食品工业及农业等排放的有机废水的处理。
1.3 缺点
——蚯蚓是陆生动物，对设施的透气功能要求比较严格。
——不能处理有毒有害废水。
——蚯蚓生物滤池脱氮除磷功能在实际应用中这两种功能并不一定能满足环境保护的需要，而且比国外的研究出来的脱氮除磷结果要低。
——冬季蚯蚓滤池对污染物的去除效果较差。
1.4 适用范围
蚯蚓生物滤池可以应用于冬季无冰的农村地区。由于技术的中国本土化还有一些技术障碍，可先试验，再应用。
2. 种类和结构
——两段式蚯蚓强化快速渗滤系统。是介于污水土地处理工艺与生物滤池工艺间的一种新型污水处理工艺，继承了传统土地处理成本低廉、运行管理简便等优点，并在此基础上通过人工强化措施，加入生物滤池的技术元素，从而解决了原系统所具有的处理能力低和系统堵塞的问题。
——厌氧水解—高负荷生物滤池和蚯蚓生态滤池组合工艺。组合工艺合理发挥了厌氧水解—高负荷生物滤池和蚯蚓生态滤池各单元的工艺优势，对城市河流污水及其污泥进行了同步高效、节能的生态型处理，具有“生态平衡”和“环境友好”的显著特色。
3. 设计事项
3.1前处理技术
农村生活污水排放具有日变化系数较大、水质波动明显的特点, 需要设计组合工艺, 以使整个系统运行稳定、高效。
——提高系统的表面水力负荷。单级蚯蚓生态滤池的表面水力负荷较低, 有利于污染物的去除, 但这同时带来系统占地面积较大的问题。
——优化配置工程水力负荷, 因水力负荷过大或配置不当会导致壅水。
——自动控制。在保证系统稳定、可靠运行的前提下, 应设计采用人工和自动控制相结合的运行方案。
3.2 滤池结构
——采用人工土来改善土壤的渗透性及蚯蚓和微生物的作用环境。
——在散水层下面铺垫多层不同粒径的细砂、碎石、鹅卵石, 其粒径结构从上往下依次加大, 形成一种多层过渡结构, 能够将污水中的颗粒有机物分散于多个砂、土层内及其界面上, 同时确保水流通畅。
——在散水层中增设布水管, 形成表层、内部双层布水。内层布水是在散水层增设PVC管材的布水管, 布水管周围是用合成纤维织物包裹的青石子。纤维织物外层即是特殊配制的土壤填料。
3.3 滤料
——具有较高的比表面积; 质轻圆滑，大小均匀适中。
——具备一定的机械强度和化学稳定性。
—— 最好能就地取材，价格低廉。
——有机滤料主要包括粗细木屑、谷壳、树皮、泥炭、棉籽壳、锯末等。有机填料富含有机质，适宜蚯蚓生存，但由于其持水能力较高和通风条件较差，导致有机负荷和水力负荷难以进一步提高。
——无机滤料主要包括石英砂、陶粒、沸石、火山岩、气块砖、钢渣、煤渣等。无机填料对高负荷的污水抗冲击能力较强，对氮、磷的吸附性更强，但可能对蚯蚓的损伤较大。
4.施工事项
4.1 滤料
滤料采用石英砂，木屑及一些有机物。石英砂大的直径为20-
40 毫米,小的直径为6-14毫米。有机层作为蚯蚓在滤池中生存的最上面一层，木屑可作为有机补充物。这些滤料具有空隙率大，比表面积高，质地耐腐，并且适合就地取材等条件。
4.2 蚓种
正常情况下，蚯蚓生物滤池中的蚯蚓种群密度随污水的有机物质（蚯蚓的食物）的量而变化。当进水中的有机物的量稳定时，蚯蚓的中群量也相对稳定。但在第一次引入蚯蚓时，密度不应低于3000 条/平方米，运行一定时间后，蚯蚓种群密度将自动调节到合适的水平。一般不需要另外添加蚯蚓。正常情况下，不需要另外给蚯蚓添加食物，其食物是污水中的有机质。
4.3 滤池
滤池与普通生物滤池土建相同，为自然通风。排水系统位于滤床的底部，其作用是收集和排出处理后的废水，以及保证滤床通风等。
4.4 滤层
滤料是生物膜赖以生存的载体，是有机污染物被分解的功能区域，还起着截留悬浮物质的作用。而在蚯蚓生物滤池中由于蚯蚓的引入，这些功能主要在蚯蚓分解处理层完成。因此，蚯蚓分解处理层滤料的选择，厚度等对污水处理的能力和效率尤为重要。蚯蚓分解处理层下面的中间层能补充蚯蚓分解处理层的消耗，承托层也有少量生物膜形成，对污水处理起进一步净化作用。
5. 造价
——蚯蚓滤池造价300-1200元/平方米，比活性污泥法造价低近50%。
——运行费用与人工湿地相当，如果蚯蚓能够商品化，还会产生一定的收益。
6. 管理
——定期检查蚯蚓成活情况和密度，如密度低于3000天/平方米，应予以补苗；
——控制表面水力负荷，每平方米滤池每日处理不超过5吨污水，保持蚯蚓生物滤池有最大处理能力和最佳处理效果。
——保持滤池自然通风，取代传统污水处理中的曝气池。
主讲教师李兆华编后语: 由于篇幅和文体所限，所引用的参考文献没做对应标注，本人对各位的辛勤劳动深表谢忱，并放弃此讲座之知识产权，欢迎公益传播。但如果您不希望自己的成果出现在讲座中，恳请及时联络，以便修订，多谢！联系方式：QQ：1298085286 Email：zli@hubu.edu.cn 微信：ZLi_HUBU
曾记否 Do you remember?
小时候 In our childhood,
游泳的池塘 The pond we swam,
玩耍的河流 The riverside we played.
他们都去了哪儿 Where they went?
那碧水蓝天 The blue the sky, the green the water.
还有那唱晚的渔舟 The fishing song with sunset.
为了家园For the place we are living,
让我们伸出双手 Let's clean our home by hand.
——by ZLi
