城市湖泊污水处理影响因素试验分析_崔芳

【生态环境】城市湖泊污水处理影响因素试验分析崔芳(宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室,陕西宝鸡721013)摘要:以西安市兴庆湖为研究对象,分析了pH值和温度对人工湿地处理城市湖泊污水效果的影响。结果表明:污水pH值在7.5～8.0范围内变化,不会影响人工湿地对污染物的降解;温度对污染物去除率有很大影响,进入11月上旬时,温度下降,导致人工湿地对污染物的处理效果变差。关键词:人工湿地;城市湖泊;污水处理;pH值;温度中图分类号:X52文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2011.06.035随着人口的增长和社会经济快速发展,水的需求量急剧增加,而水环境污染日益严重,不仅生态需水量难以保证,而且城市湖泊逐渐萎缩、富营养化不断加重、城市生态系统严重退化[1]。采取人工湿地技术处理废水,具有投资少、效果好、运行维护方便、氮磷去除率高的特点,因而在在世界范围内得到了迅速发展[2]。笔者以西安市兴庆湖为研究对象,分析了pH值和温度对人工湿地处理城市湖泊污水效果的影响。1试验工艺流程、装置及方法1.1试验工艺流程2007年6月在西安理工大学露天试验场地建成人工湿地试验装置,从兴庆湖进水口取水,将污染原水加入高位水箱,从水箱出水管注入人工湿地布水区,而后流入人工湿地进行处理,经人工湿地净化后的水体最终从湿地集水区流出,见图1。图1试验流程示意1.2试验装置为了便于观察,人工湿地床体的一个侧面采用有机玻璃,其余3个侧面及底部用厚度为10mm的灰塑板(PVC),床体长1.8m、宽0.6m、高1.0m,底部坡度为1%。人工湿地床体(见图2)共分为布水区、湿地池及集水区3个部分。图2试验装置示意在布水区和集水区靠湿地池的一边均匀安装多孔管进行布水和集水,布水区的尺寸为0.15m×0.6m×1.0m,集水区的尺寸为0.15m×0.6m×0.6m,布水区和集水区未铺设填料。湿地池基质深度为0.6m,共分3层,最下层为粒径10～40mm的碎石,深0.4m;第二层为0.15m厚的粗沙;最上层铺有粒径0～5mm的天然土壤,深0.05m。试验湿地基质底层铺设碎石,是为了使基质具有更大的吸附悬浮物的表面积,同时为微生物提供更多的生存空间;在上层铺设粗沙层和土壤层,有利于为水生植物的生长提供充分根系附着介质。1.3植物的选择及栽培2007年7月初,从西安市东郊灞河河滩采集湿地植物———芦苇,移入人工湿地的基质中,种植间距约为10cm×10cm[3]。移植初期,只有少数几棵芦苇能继续正常生长,大部分芦苇的杆、叶开始发黄并逐渐枯萎,于是将枯萎的芦苇主干剪掉,只保留泥土以上约10cm的部分,目的在于减少其蒸腾量。随后保证每天给人工湿地充水,水位接近土面,以保持基质中的水分。约10d后,渐渐露出芦苇小苗,布满整个池子,将池中水位降低促使植物根系向基质深处发展。8月中旬,芦苇已经成为优势种。1.4试验条件自2007年9月正式开始试验,共运行180d,原水来自西安市兴庆湖进水口,以附近路面雨水径流和部分生活污水为主。试验期间原水水质见表1。表1进水水质指标进水浓度范围平均值SS/(mg·L-1)65～331198TP/(mg·L-1)0.34～1.430.885pH值7.21～8.757.98TN/(mg·L-1)0.43～1.861.15CODCr/(mg·L-1)59.47～134.9797.22NO-3-N/(mg·L-1)0.15～0.440.295NH3-N/(mg·L-1)1.41～5.653.53NO-2-N/(mg·L-1)0.13～0.790.46收稿日期:2010-04-05基金项目:宝鸡文理学院科研计划重点项目(ZK08124);陕西省重点实验室项目(09JS0731)。作者简介:崔芳(1981—),女,河北隆化人,助教,硕士,研究方向为水体污染控制。E-mail:cuifangchina@163.com·87·第33卷第6期人民黄河Vol.33,No.62011年6月YELLOWRIVERJun.,2011试验水力负荷为0.5m3/(m2·d),在水深为0.7m的条件下,进行pH值和温度变化对自由表面流及水平潜流两种人工湿地净化效果影响的研究。水样测定方法参照《水和废水监测分析方法》[4],每个水质参数测两次,取平均值。2结果与讨论2.1pH值对净化效果的影响pH值是影响反硝化作用的重要因素,反硝化过程最适宜的pH值范围为6.5～7.5;不适宜的pH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性,当pH值低于6.0或高于8.0时,反硝化反应将受到强烈抑制[5]。反硝化反应会产生碱,这有助于将pH值保持在所需范围内,并可补充在硝化过程中消耗的一部分碱[6-7]。pH值对净化效果的影响见图3。图3pH值对净化效果