垂直流芦苇床人工湿地对京郊农村生活污水氨氮的去除效能_李鹏

番城礴供水麟翔嗓{口TYAND八)环W环乙刁r石丑SUPPLY·城镇排水垂直流芦苇床人工湿地对京郊农村生活污水氨氮的去除效能李鹏,,张成军,,刘宝存,,赵同科,,禹宙,,张军,,张东兴,,梁松川’(1.北京市农林科学院植物营养与资源研究所,北京100097;2.北京森森天成环保科技有限公司,北京1(xX〕813.北京市延庆县种植业服务中心,北京10210)摘要:利用便携式水质分析仪器分别于2010年四月(记为寒冷期)和2010年五月(记为温暖期)对上磨村生活污水人工湿地处理系统的进水和出水氛氮开展了五天和七天的现场连续采样监测。两个监测时段的水温分别为2一3℃和9一12℃,随着气温的逐步回升,污水温度逐渐升高,出水的氨氮浓度随之降低;两个监测时段内,氛氮去除率随入水浓度的升高而增加,对于相对低浓度的氨氮入水,人工湿地在温暖期较寒冷期更易发挥其去除功效;温暖期水温升高,微生物活性渐渐升高,出水氨氮浓度呈下降趋势,其对应的去除率呈增加趋势。关键词:垂直潜流湿地;氛氮;农村生活污水;现场监测;温度1引言在我国农村城镇化快速发展的情况下,农村生活污水处理率较低,造成水环境尤其是农村水环境恶化的风险逐渐加大。据建设部2005年对全国部分村庄的调查,我国有%%的村庄没有排水沟渠和污水处理系统〔’,,]。除农村污水处理率低这一显著问题外,分散间歇排放是农村污水的又一特征。农村污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患,还会加剧淡水资源危机,使耕地灌溉得不到有效保障,危害人民群众的生存发展〔’]。而中小城镇和农村人口占我国人口的60%以上,他们生活在我国大部分的国土面积上,所以产生的污水亚待合理处理。农村生活污水主要为洗衣、餐厨洗刷、洗澡废水,污水中一般不含有毒物质,往往含有N、P等营养物质,还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵〔4]。氨氮是农村生活污水的主要污染物之一。水体中所含的氨氮,特别是流动较慢的湖泊、海湾等封闭水体中的氨氮会造成水体富营养化,使某些藻类恶性繁殖,并通过食物链影响人类的健康,甚至会导致湖泊的干涸消亡〔’〕。大多数农村地区多近邻甚至位于地表水源地,因此控制农村污水的氨氮达标排放,对防止河流湖泊水体富营养化具有极为重要的现实意义。大部分农村生活污水的性质相差不大,与呈现多元化的城市污水水质相比较为稳定,因此适合用生物法和土地法处理。人工湿地是利用自然湿地生态系统中物理、化学、生物的三重协同作用,通过人工设计和建造的一种新型污水处理工艺[6〕。人工湿地污水处理技术与其它污水处理技术相比具有“一高、三低”的显著优势,即对污水的处理效率高、工程建设投资低、运行费用低和维护技术要求低。非常符合我国农村污水处理需求的特点,是较为适宜的技术选择。人工湿地在我国农村生活污水处理上已有多种尝试〔’一”〕,但目前尚有些不尽如人意的地方,其中温度因素对人工湿地处理效率的限制作用就是一个较为普遍的问题。本文以近年在北京相对冷凉地区延庆县修建的人工湿地为考察对象,探讨在该区域不同时期垂直流芦苇床人工湿地对农村污水氨氮处理效果的变化规律,为该类型的人工湿地在相应地区的推广应用研究提供参考。2材料和方法2.1人工湿地位置与状况上磨人工湿地生活污水处理系统位于北京市延庆县永宁镇上磨村,该村被称为妨河源头第一村,160城镇供水增刊2011·城镇排水君丝益,墨CITY月刀刀万刀尸W砰洲了E况S之夕尹甲凭Y,.尸是北京市延庆县民俗旅游村。该人工湿地由北京市农林科学院植物营养与资源研究所、延庆县种植业服务中心和北京森森天成环保科技有限公司联合出资设计施工,于2X()9年七月底竣工,属垂直潜流湿地。在一定长宽比和底面坡度的洼地中由不同填料(主要为细沙和砾石和陶粒)混合组成填料床,床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物芦苇,形成一个芦苇床生态系统,除厕所黑水外,全村150多户的餐厨、洗衣等用水统一通过本村管网汇人人工湿地预处理系统,之后再进人人工湿地系统。湿地面积约90扩,生活污水设计处理量为60m,/天,如图1。尸---------------图1垂立流芦萦床人工湿地处理系统实景经湿地处理后出水进人控制井,控制井可以根据实际出水水质及水量大小调节湿地系统水位的高低。流经控制井后,出水进人出水井,通过此井一部分出水可排人河流,另一部分出水可根据需要回流至人工湿地系统的中水池。按照构筑物平面布置及人水控制形式,将垂直流芦苇床人工湿地填料床分为南北两个区,详见图2。2.2水样采集与测定分别于2010年4月20日至2010年4月24日(为期五天,记为寒冷期)和2010年5月18日至2010年5月24日(为期七天,记为温暖期)的每天上午9:o、中午14:o、晚上19:o三个时段采集人工湿地人水口、南区出水口、北区出水口水样各一