潜流型人工湿地水力学条件的研究_张永祥

６６　　　给水排水　Ｖｏｌ．３７　增刊　２０１１潜流型人工湿地水力学条件的研究张永祥　闫　峰　袁崇刚　赵志刚　罗肖雅（北京工业大学建筑工程学院，北京　１００１２４）　　摘要　通过研究人工湿地的水力负荷、水力停留时间对处理效果的影响以及湿地内部不同深度处污染物去除效果的变化情况，分析人工湿地水力学因素与去除率之间的关系，为人工湿地的设计管理及推广提供依据。关键词　人工湿地　水力学特性　水力负荷　净化效果　水力停留时间０　引言人工湿地通过人工建立的半自然湿地生态系统中基质、湿地植物和基质内微生物三者的共同作用达到净化污水的目的，显示出了较好的净化效果。但是由于对进入人工湿地的污水的水力学特性缺乏深入研究，成为限制污水处理效果提高的主要原因［１］。目前，对于人工湿地的建设和运行中的水力学特点尚未得到规律性结论。水流特征很难用目前渗流研究中比较成熟的理论来描述是影响人工湿地设计中水力学参数确定的重要原因［２］。本试验主要研究水力负荷、水力停留时间对人工湿地处理效果的影响以及人工湿地内部不同深度去除效果的变化规律。１　人工湿地系统的构建及运行方式本试验构建的人工湿地前端接受来自阿克曼生态基的尾水，后端由ＤＮ８０的排水管直接排出。人工湿地平面布置见图１。图１　人工湿地平面布置湿地床体采用双层结构，上层植物生长层以河道漫滩细砂、粉砂质土壤为填料，占１０％的最大介质长春市西北部生态经济区西线工程目标供水水质保障试验工程研究（４０００４０１４２００９０３）。粒径为１ｍｍ，厚度２５ｃｍ；下层地下水层以沙砾为填料，占１０％的最大介质粒径为８ｍｍ，厚度４０ｃｍ。试验测得细砂、粉砂质土壤中孔隙率０．２２，渗透系数Ｋｓ１＝２０ｍ／ｄ。沙砾中孔隙率０．３３，渗透系数Ｋｓ２＝４２０ｍ／ｄ，水力坡度Ｓ＝１．５％。进水配水区和出水集水区的填料一般采用粒径为２０～６０ｍｍ的砾石。进水区长１ｍ，出水区长１ｍ。人工湿地底坡的坡度取３％。当人工湿地系统调试运行达到稳定后，每天进水１次，为满足湿地植物的用水需求，每天进水１０ｈ。采用不同的水力学条件，来探索水力负荷等参数对湿地净化效果的影响。２　试验结果与讨论２．１　人工湿地系统运行效果的比较试验用水取自长春市西新水库下游的雷家河，河水为劣Ⅴ类。系统的净化效果见表１，从表１可以看出，系统对主要污染物ＣＯＤＣｒ的去除率最高达到了６４％，对ＴＰ的去除最为稳定，去除