复合人工湿地污水处理技术研究进展

--803复合人工湿地污水处理技术研究进展*复合人工湿地污水处理技术研究进展*崔理华1,2,3陈茵1朱夕珍1（1.华南农业大学资源环境学院环境科学与工程系；2.华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室；3．广东省高等学校农业生态与农村环境重点实验室；广东广州510642联系电话13392495588）摘要摘要复合人工湿地是目前人工湿地污水处理技术发展重要方向之一。本文概括了由表面流、水平流、垂直流串联组合而成的二级或多级复合人工湿地以及与其他处理系统结合的复合系统的构建特点以及对有机物、氮磷的去除效果。复合型人工湿地是对单一式人工湿地的发展，具有更高的去除效率和更广泛的适应范围，对水体水质的改善和水生态系统的恢复具有重要意义。关键词关键词复合人工湿地二级系统多级系统表面流水平流垂直流前言前言人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理新技术。因其具有投资少、建设和运行费用低、运行维护方便、适应范围广、处理效果好、氮磷去除率高、出水水质优良、改善和美化生态环境、操作简单、能耗少等特点，越来越受到世界各国的重视。人工湿地技术兼顾了经济效益、生态效益和社会效益，因此具有较大的应用前景。人工湿地处理技术的原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的协同作用，充分利用湿地环境中发生的物理、化学和生物学作用的综合效应来净化污水，它们包括沉淀、吸附、过滤、溶解、气化、固定化、离子交换、络合反应、硝化与反硝化、营养元素的摄取、生物转化和细菌、真菌的异化作用等具体过程[1]，从而降低水体中氮磷及有机物的含量。人工湿地根据不同的水流方式可分为：表面流、水平潜流和垂直流，基质一般采用砂砾、炉渣、煤渣等，水生植物一般选择挺水植物。不同水流方式、基质和水生植物的搭配会产生不同的效果，而不同类型人工湿地的复合更可提高处理效率。1二级复合人工湿地1二级复合人工湿地1.1水平流-垂直流复合人工湿地1.1水平流-垂直流复合人工湿地水平流——垂直流复合人工湿地是利用水平流人工湿地与垂直流人工湿地串联组成的复合人工湿地。污水首先经过水平流人工湿地去除大部分的SS、COD、BOD5和部分氨氮，再向垂直流人工湿地布水，完成对耗氧有机物的去除和将剩余的氨氮完全硝化，并将垂直流人工湿地的硝化处理出水按50％~100％的回流比回流至水平流人工湿地进行反硝化脱氮处理。--804水平流人工湿地填充富含钙的大理石或白云石和石灰石，垂直流湿地填充富含铁、钙、硅和铝等氧化物的高炉渣或其与草炭和土壤混合配制的人工基质。该复合系统增加了回流装置，使垂直流人工湿地硝化处理后的出水重新回流到水平流人工湿地中，再次进行反硝化处理，从而大大提高TN的去除率。当HRT为3d，进水TN浓度为93.99mg/L，回流硝化处理出水后TN的去除率平均可达51.5%，最高可达63.5%，TN去除率是不回流的两倍以上（ZL200310111813.X）[2]。刘雯等[3]剖析了水平流-垂直流复合人工湿地的最佳工艺参数，发现在同一停留时间，同一回流比前提下NH4+-N的去除效率要高于TN的去除效率，其在5d停留时间50%回流比时，平均去除率可达到88.49%。季节变化是影响复合人工湿地系统净化功能的因素之一，在冬季，NH4+-N、NO3—N、TN的去除效果都会显著变差。在同一季节*国家自然科学基金（40571074，40871110，30828005）内，复合系统对TN、NH4+-N的去除效率随着停留时间的延长及回流比的增加都有所提高。其中，回流比对N的去除效果影响较大，50%回流比的去除率要高于100%和没有回流的去除率。帖靖玺等[4]采用潜流式人工湿地与上行垂直流湿地相串联的复合人工湿地，对氮磷的去除效果进行研究。在处理量为30L/d，HRT为4.8d时，模拟废水中的NH4+-N、NO3--N、TN、TP的平均去除率分别达到95%、52%、79%和81%。在复合系统中，出水NO3--N会出现积累，将上行流湿地的出水回流进入潜流湿地可提高系统对NO3--N的去除效果。闫健等[5]对不同湿地组合工艺处理小规模生活污水效果进行研究。水平流-下行垂直流复合人工湿地对COD、BOD5、TN、TP、SS的去除率分别为85.37%、87.63%、37.76%、90.03%、59.45%；COD、BOD5、TP的去除情况理想，而TN的去除率并不高。为了提高净化效果，节省占地面积，对上述系统进行部分改良，在垂直流湿地下方延伸一个水平流湿地，形成水平流-垂直水平复合流的新型湿地结构。从第一个水平流湿地直接取水至垂直流、水平流湿地的交界处，可补充反硝化所需碳源。该复合系统对生活污水净化效果很好，COD、BOD5、TN、TP、SS的去除率分别为89.32%、90.45%、50.66%、91.16%、86.59%。1.2垂直