人工湿地处理富营养化水体实验性研究.PDF

中国月期刊咨询网 人工湿地处理富营养化水体实验性研究 人工湿地处理富营养化水体实验性研究 蔡俊涛 王祥 赖运东 摘 要:在各种人工湿地处理技术中，潜流型人工湿地由于其水力负荷大、污染负荷高、净化效果好等优点，已成为人 工湿地应用中最主要的类型。潜流型人工湿地在植物根系周围形成的好氧区、缺氧区和厌氧区，为人工湿地中污染物 的去除提供了良好的条件。 从实验分析所得，利用潜流型人工湿地处理富营养化水体，在低、较高水力负荷下，采用连续进水运行方式，系统对 COD、TP及氨氮的去除效果较好。在高水力负荷下，由于停留时间短，宜采用间歇式运行方式。 添加铁屑和牡蛎壳的人工湿地处理系统对各污染物的去除效果优于添加优势菌的木屑和无特殊填料的人工湿地处理系 统。在不同水力负荷条件下，不同植物人工湿地对污染物的综合去除能力依次为：芦苇≥象草香根草再力花。 不同级配填料的人工湿地处理系统中，粒径小的河砂及海砂对各污染物的去除效果优于粗粒径的填料。 关键词：潜流型人工湿地；富营养化；去除率 人工湿地作为一种独特的生态系统，以其特有的生态功能和存在形式及特点，能够在湖泊点源和面源污染控制方面发 挥巨大的优势。人工湿地技术的研究和应用在我国仍处于起步发展阶段，目前在人工湿地研究方面，还是集中在植物 、填料的去除机理和效果探讨，如人工湿地脱氮植物的选择、人工湿地不同填料除磷效果的探讨等。而人工湿地运行 操作方面的各项参数的研究，还远远不能满足于实际应用需要。 在各种人工湿地处理技术中，潜流型人工湿地由于其水力负荷大、污染负荷高、净化效果好等优点，已成为人工湿地 应用中最主要的类型。潜流型人工湿地在植物根系周围形成的好氧区、缺氧区和厌氧区，为人工湿地中污染物的去除 提供了良好的条件。 一、实验装置及流程 1.装置及流程 实验选择潜流型人工湿地处理系统，采用不同填料、不同植物的试验系统，每个人工湿地处理系统由一个PVC塑料箱 制成，尺寸为40×40×50cm，底部铺设30cm厚的净化层，中部为10cm厚的碎石过渡层，顶部为10㎝高的表层土壤。 实验用富营养化水体主要污染物指标为COD30～50mg/L、TP2～6 mg/L、NH4＋－N 5～12 mg/L，进水通过表层的布 水装置均匀流入，最后从系统底层铺有碎石的出水口流出。湿地进水方式采用连续进水，进水流量通过转子流量计控 制；出水通过阀门控制，保证污水在人工湿地有足够的停留时间。在高水力负荷情况下，进水间隔时间平均分配（间 歇进水时，前一次出水完到下一次进水，系统有1小时的大气复氧时间），以满足湿地中各种微生物的需氧要求。 2.分析方法 本实验研究过程中COD用快速消解分光光度法测定，氨氮用电极法测定，总磷用钼酸铵分光光度法测定。 二、结果与分析 1.低水力负荷下对污染物的去除效果 实验在水力负荷为1.0m3/m2d下进行，进水流量为16L/hr，采用连续运行方式，每天运行10小时。研究在低水力负荷 下，影响人工湿地处理系统处理效果的因素。实验结果如下： COD去除率 TP去除率 氨氮去除率 不同填料 种类 牡蛎壳：75～85% 铁屑：70～90% 木屑：58～70% 牡蛎壳：48～55% 中国月期刊咨询网 铁屑：60～70% 木屑：41～45% 牡蛎壳：47～60% 铁屑：50～63% 木屑：46～58% 不同植物 种类 芦苇：80～90% 象草：70～80% 香根草：72～79% 再力花：60～68% 芦苇：61～66% 象草：60～65% 香根草：44～52% 再力花：45～53% 芦苇：62～78% 象草：62～77% 香根草：55～60% 再力花：46～52% 不同填料 级配 粗河砂：67～72% 细河砂：72～81% 粗海砂：62～68% 细海砂：70～77% 粗河砂：41～52% 细河砂：54～73% 粗海砂：47～60% 细海砂：56～75% 粗河砂：41～59% 细河砂：62～70% 粗海砂：55～60% 细海砂：60～68% 表1：低水力负荷下各污染物去除效率 1.1对COD的去除效果 从表1数据可以得出，不同填料种类、不同植物种类及不同填料级配的人工湿地处理系统，在低水力负荷下，效果差 异较大。在不同填料人工湿地处理系统中，以牡蛎壳、铁屑为填料的芦苇人工湿地处理系统的COD去除效果最好，C OD去除率在70～90%之间，随着系统中微生物量的增加、植物的成熟，其去除效