塔式复合人工湿地处理农村生活污水的试验研究_叶芬霞

塔式复合人工湿地处理农村生活污水的试验研究叶芬霞,李颖,朱瑞芬(宁波工程学院化学工程学院,浙江宁波315016)摘要:考察了新型人工湿地———塔式复合人工湿地(TICW)对农村生活污水的处理效果。结果表明,TICW对污染物具有较高的去除能力,脱氮效果尤其明显,对COD、NH+4-N、TN、TP的去除率分别为72%、82%、83%、63%;TICW的瀑布式水流增强了污水的充氧效果,湿地土壤中氨化菌、硝化菌的数量均较多,分别为107～108CFU/g土壤和104～105MPN/g土壤,提高了湿地的脱氮性能;木本植物和地方特有的经济作物———蔺草的结合使用使湿地在冬季仍能保持较高的除污能力。关键词:塔式复合人工湿地;农村生活污水;脱氮;蔺草中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2008)21-0060-04ExperimentalStudyonTower-typeIntegratedConstructedWetlandforTreatmentofRuralDomesticSewageYEFen-xia,LIYing,ZHURui-fen(CollegeofChemicalEngineering,NingboUniversityofTechnology,Ningbo315016,China)Abstract:Thetreatmentefficiencyofruraldomesticsewagebytower-typeintegratedconstructedwetlandwasinvestigated.TheresultsshowthattheremovalefficienciesofCOD,NH+4-N,TNandTPare72%,82%,83%and63%respectively.Theoxygencontentofsewageisincreasedduetothewa-terfallflow.Theamountsofammonifyingbacteriaandnitrifyingbacteriainthewetlandare107to108CFU/g(soil)and104to105MPN/g(soil)respectively,whichimprovesthenitrogenremovalperform-anceofthewetland.Thecombineduseofwoodyplantsandmatrushinwetlandkeepsgoodtreatmentef-ficiencyofthewetlandduringwinterperiod.Keywords:tower-typeintegratedconstructedwetland;ruraldomesticsewage;nitrogenre-moval;matrush基金项目:宁波市自然科学基金资助项目(2006A610078)氮去除途径的分析表明,微生物的硝化—反硝化作用是人工湿地去除氮的主要途径[1]。无论是表面流湿地还是潜流湿地,氧含量都是碳和氮氧化的限制因素,而湿地中植物传输的氧气是有限的[2～4],因此要提高湿地的脱氮效果,关键在于改善湿地的氧环境,从而改善硝化作用,以保证湿地硝化—反硝化这一重要脱氮途径的畅通[5、6]。Green[7]采取人工充气的办法增加湿地中的溶解氧,以提高硝化能力,结果大大提高了对氨氮的去除率,但同时也抑制了反硝化反应的进行,致使对硝态氮的去除率有所下降。当污水中的有机物含量很低时,反硝化过程不易进行,硝化型反硝化可能发生的最小碳氮比为2.86,但COD的降解主要发生在湿地床体的前段,造成了床体后段反硝化所需有机·60·第24卷第21期2008年11月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol.24No.21Nov.2008碳源不足和降解能力的浪费。因此要有效去除污水中的氮,必须保障水中有充足的溶解氧以完成NH+4-N的硝化,同时又要使反硝化细菌有适宜的缺氧环境和充足的有机物来源,以保障反硝化作用的顺利进行。针对这一问题,笔者设计了一种新型的塔式复合人工湿地系统,并考察了其对农村生活污水的处理效果。1材料与方法1.1试验装置塔式复合人工湿地建于宁波郊区某村田间,湿地主体位于地下。塔式复合人工湿地见图1。图1塔式复合人工湿地Fig.1Schematicdiagramoftower-typeintegratedconstructedwetland分两段进水,一部分污水直接从进水区下部进入湿地系统,形成潜流式人工湿地;另一部分污水直接从塔顶流下,形成瀑布式表面流人工湿地,可为湿地后段的脱氮提供碳源。湿地系统分三层,从塔顶进入的污水由中间逐渐向四周漫流,溢流依次进入第二层和底层,形成瀑布式水流