植物_土壤渗滤系统处理农村生活污水_高胜兵

Agro-Environment&Development随着水环境污染情况和水资源危机的日益突出，美、法、德、以色列等发达国家也都在大力推行土壤渗滤技术。植物-土壤渗滤法是一种就地污水处理技术，它充分利用土壤中的动物、微生物、植物以及土壤的物理、化学特性将污水净化，系统运行稳定、可靠，抗冲击负荷能力强，在高效去除BOD5的同时能去除氮、磷，对水源保护意义重大。由于它主要利用土壤的自然净化能力，整个系统在地表下，不会散发臭气，同时还能够利用污水中的水肥资源。土壤渗滤处理技术作为一种典型的土壤生态处理技术，具有不影响地面景观、基建及运行管理费用低、运行管理简单、氮磷去除能力强、处理出水水质好、可用于污水回用等特点，在我国城市郊区及广大农村地区，具有广阔的推广应用前景。本论文将通过植物-土壤渗滤处理技术，以湖南省桃江县某村生活污水为处理对象，对其工艺在实际处理的影响因素、流程进行研究，为实际处理农村生活污水提供试验依据和参考。1材料与方法1.1组合工艺的基本原理本实验的工艺流程见图1，该装置建立在湖南省益阳市桃江县某村。污水首先进入初沉池，经沉淀后的生活污水再进入厌氧发酵池，进行厌氧发酵，利用自然微生物在缺氧条件下,将污水中的有机物转化为二氧化碳与甲烷气，以降低后续反应的有机负荷；经过厌氧处理的污水经泵提升进入植物-土壤渗滤池（图2），土壤渗滤池共分6层，经过植物根系、土壤、砂石等的渗滤作用，水中的氮、磷、有机质等成分绝大部分被滞留在渗滤处理池里，被植物根系吸收；经过处理的水最后流经植被缓冲带，通过植被缓冲带的滞留沉降、反硝化、植物吸收等作用，来对生活污水中的植物－土壤渗滤系统处理农村生活污水高胜兵1，2，丁朝辉1，胡平1，杨佘维2（1.桃江县农业局，湖南益阳413400；2.湖南省农业大学资源环境学院，湖南长沙410128）摘要:采用植物-土壤渗滤法对桃江县某农村生活污水进行处理研究，结果表明，该复合体系对BOD5、COD、TN、NH4+-N、TP的平均去除率分别为73.5%、76%、85%、89%、85%，出水均达到国家一级排放标准。通过实验证明了该工艺在对于农村生活污水处理中有广阔的应用前景。关键词：植物-土壤渗滤法；平均去除率；出水浓度文章编号：1005-4944（2008）06-0063-03图2植物－土壤渗滤池剖面图①层：R50~R80卵石填100mm②层：R20~R50小石子100mm③层：R10~R30碎石100mm④、⑤层：粗砂、细砂或炭渣150mm⑥层：活土层，以沙壤土最佳，厚度150mm上面栽种蔬菜、耐湿绿肥或花卉等均可。������������������mm������图1工艺流程图环境整治·ENVIR.CONTROL63农业环境与发展2008年第6期氮、磷、有机质进行去除。1.2水样的采集与分析1.2.1水样的采集通过管网收集长沙县黄花镇黄龙新村的居民生活污水，然后进入处理工艺。在2007年4月—6月，对该处理工艺的进水与出水进行采样分析，每3d采样1次，连续采样60d。1.2.2水样的分析水样分析采用国标法。BOD5：稀释培养法；COD：重铬酸钾法；总氮：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；氨氮：纳氏比色法；总磷：钼酸铵分光光度法。2结果与讨论水体富营养化或面源污染的主要促进因素是COD、TN、TP、氨氮等。该工艺对农村生活污水的BOD5、COD的去除效果良好，对TN、TP、氨氮具有很高的去除率。2.1BOD5、COD的去除BOD5、COD的去除主要通过微生物的生长进行去除，它的生长情况与污水成分、含量、溶解氧量以及水力停留时间等因素有关。BOD5、COD的平均去除率超过70%，对BOD5、COD的去除最低维持在60%以上，出水浓度的变化与进水浓度的变化趋势基本保持一致；BOD5进水浓度在60~300mg·L-1范围内变化，出水浓度都能维持在40mg·L-1以下；COD进水浓度在100~500mg·L-1范围内变化，出水浓度都能维持在100mg·L-1以下，去除率也都保持在一定的水平；进水COD负荷在100~500mg·L-1之间对去除率没有明显的影响，见图3和图4。这说明了该工艺具有较强的耐冲击负荷的能力。2.2TN、NH4+-N的去除厌氧池、植物渗滤池中总氮的去除机理是多样的，包括挥发、硝化-反硝化、植物摄取和基质吸附。系统内部pH值以及水力停留时间不利于氮的挥发和植物的摄取，实际上基质的吸附也只能占一小部分，主要去除机理是微生物的硝化-反硝化作用，因此水流流程和停留时间越长，微生物的硝化反硝化作用进行的越完全，脱氮效果越好。从目前的研究看，硝化作用的生物化学机制是按以下途径进行：NH3→H2N-NH2→NH3-OH→N2→N2O（HNO）→NO→NO2-→NO3-反硝化作用的生物化学反应过程主要是：C