菖蒲人工湿地对城市生活污水的净化研究_曹优明

作者:曹优明,男,1964年生,本科,教授,副院长,主要从事污水处理和应用化学方面的研究。＊重庆市教委科学技术研究项目(No.KJ061204)。菖蒲人工湿地对城市生活污水的净化研究＊曹优明(重庆文理学院化学与环境工程学院,重庆402168)摘要分别研究了土壤、粉煤灰和土壤及粉煤灰3种基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统对城市生活污水的净化效果,并探讨了进水流量对城市生活污水净化效果的影响。结果表明,用粉煤灰基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的TP、TN、NH+4-N、浊度净化效果最佳,去除率最高,分别可达99.7%、85.8%、99.5%、99.3%;用粉煤灰和土壤基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的COD净化效果最佳,去除率最高,可达83.2%。因此,菖蒲人工湿地系统对城市生活污水的净化能力强,尤其适合广大中小城市生活污水的处理,具有极其广阔的应用与推广前景。关键词菖蒲人工湿地城市生活污水去除率粉煤灰Urbansewagetreatmentperformanceofcalamusartificialwetlandsfilledwithsoiland/orcoalashCAOYouming.(CollegeofChemistryandEnvironmentEngineering,ChongqingUniversityofArtsandSciences,Chongqing402168)Abstract:Labscalecalamusartificialwetlandsystems,usingsoil,pulverizedcoalashandsoil/coalash(equalvolumemixtureofsoilandpulverizedcoalash)asthefillingmaterial,werecomparedinsewagetreatmentatvaryinghydraulicloadingratesof1,2,3and5L/d.Theresultshavedemonstratedtheoutstandingtreatmentperformanceofallwetlandsystemsespeciallyatthelowloadingratesaswellasthebenefitsofincludingcoalash.Overall,thecoalashsystemaccomplishedthemostremovalsofTP,TN,NH+4-Nandturbidity;thesoil/coalashsystemwasbestinremovingCOD.Keywords:calamusartificialwetland;urbansewage;removalefficiency;coalash随着城市化进程的加快,城市生活污水和工业废水排放量迅速增加,城市水环境污染日益严重。城市污水处理厂是当前大中城市治理水污染的主导技术,它属于资金密集型工程,基建和运行费用都很高。目前,二级污水处理厂的基建投资费用为1500～2000元/t,运行费用为0.70～1.20元/t[1]。此外,随着城市的发展,居民小区增多并向城郊发展,这些地区离市区较远,生活污水如果要运到城市污水处理厂集中处理,必须花费巨资建设纳污管道,因此在这些城市排水管网不完备的地区,污水处理必须选用一种简便易行、高效经济、美化环境的方法。近年来,污水处理系统均向生态平衡方向发展,人工湿地是一种低投资、低能耗、低成本和净化能力较强的新型污水土地处理系统[2]。人工湿地处理废水的研究在国外起步较早,发展迅速,已具有很多实际经验。1953年,德国Max-Planck研究所SEIDEL博士在研究中发现,芦苇能去除污水中大量有机物和无机物,随后开发出Max-Planck工艺系统,这可能是世界上最早的人工湿地处理污水的雏形系统[3]。而后SEIDEL博士与KICKUTH合作并由KICK-UTH于1972年提出了“根区理论”,该理论的提出掀起了人工湿地研究与应用的热潮,标志着人工湿地作为独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域[4]。自德国1974年首先建立人工湿地以来,该工艺相继在欧洲、美国和加拿大等得到推广和应用。同时,各国也开始加大力度对可用来进行处理废水的植物进行研究。我国在“七五”期间开始了人工湿地的研究,虽然起步较晚,但由于人工湿地处理废水的优势,近几年有关人工湿地的研究发展迅速。廖新俤等[5]158利用风车草和香根草人工湿地来处理猪场废水。研究发现,风车草和香根草人工湿地对废水中的氮和磷有不同程度的净化效果。袁东海等[6]研究了石菖蒲、灯芯草人工湿地对生活污水中COD和TN的去除效果。结果表明,石菖蒲人工湿地的净化效果最好,其次为灯芯草人工湿地,再次为蝴蝶兰花人工湿地