复合人工湿地系统对冬季生活污水的净化研究_朱智媛

文章编号:1674-7046(2010)04-0056-5复合人工湿地系统对冬季生活污水的净化研究朱智媛(福建工程学院经济管理系,福建福州350108)摘要:将生态浮床和潜流人工湿地组合成复合人工湿地系统,处理高校的生活污水。观测发现,在冬季风车草和美人蕉在浮床中的生长状况良好;野芋在浮床中的长势不好,叶片枯萎,并且新叶长得很慢,但是根系发育良好;湿地槽中美人蕉的长势好于浮床中的。实验表明,冬季该系统的处理效果理想,CODcr、NH4+-N、TN、TP的去除率可达40%以上,其中TP的去除效果最佳;冬季,相同植物在湿地槽对污染物的处理效果优于生态浮床。关键词:污水处理;人工湿地;生态浮床;冬季中图分类号:X703文献标志码:A0引言水是生命的源泉、经济的命脉,尤其在高校校园建设中,水毫无疑问是不可或缺的资源。以某高校为例,该校园的绿地面积为81000m2,如以每天2.1L/m2[1]标准计算,每天所需的绿化用水约170t,每年则需消耗62050t的水,福州市目前每吨水的基准价格是2.05元。因此,该高校每年绿化用水需花费近12.8万元。与此同时,每天有超过1000t的生活污水未经回收利用直接排入市政污水管。因此,如何提高水资源的利用率,实现水资源的循环利用,降低运行管理成本也是当前高校实现科学发展的一项重要内容。人工湿地技术是近年来发展起来的一种新的废水处理技术,它是在人工模拟天然湿地的条件下,利用基质、水生(湿地)植物和微生物的相互关联以及物理、化学和生物的三重协同作用来净化污水[2]。人工湿地技术具有净化效果好、工艺设备简单、运转维护方便、工程基建和运行费用低等特点,人工湿地还可增加绿地面积、改善和美化生态环境,并实现废水的资源化。论文拟采用生态浮床与人工湿地组成的复合人工湿地系统,主要探讨冬季湿地植物栽培效果以及该系统对南方高校冬季生活污水中CODcr、NH4+-N、TN、TP的净化效果,并同李丹蓉[3]采用该系统在夏季实验中所测的净化效果进行对比。1材料与方法1.1实验装置实验装置和污水流程见图1,美人蕉槽和湿地槽使用大的有机玻璃槽(120cm×48cm×65cm),野芋槽和风车草槽使用小的有机玻璃槽(48cm×48cm×65cm)。在美人蕉槽进水口下20cm处用有机玻璃隔板隔出进水区域,在湿地槽离出水口20cm处也用有机玻璃隔板隔出集水区,有机玻璃隔板下半部分有孔,使得进、出水均匀分布。美人蕉槽、野芋槽以及风车草槽采用生态浮床技术。在实验前,对有机玻璃槽进行密封实验,确保在实验过程中有机玻璃槽不发生漏水现象。采用厚度为5cm的聚苯乙烯泡沫板作为浮体材料,在泡沫板上按行株距要求进行划线、打洞,圆洞的直径约10cm,以塑料碗和小泡沫碎块作为固定物。美人蕉槽收稿日期:2010-05-16作者简介:朱智媛(1971-),女,福建浦城人,硕士,福建工程学院经济管理系讲师。第19卷第4期2010年7月河南城建学院学报JournalofHenanUniversityofUrbanConstructionVol.19No.4Jul.2010DOI:10.14140/j.cnki.hncjxb.2010.04.004中实验废水有效水深35cm,野芋槽和风车草槽中实验废水有效水深58cm。图1复合人工湿地系统污水处理工作流程图湿地槽中人工湿地的上层粘土层厚约5cm,中层为粒径0～5mm的细沙,厚约15cm,下层为直径为40～70mm的砾石,厚约10cm。人工湿地槽采用上部进水、下部出水的潜流湿地工艺。1.2植物的选择与栽培根据湿地植物选择的原则,本次实验采用美人蕉、风车草和野芋三种植物作为供试植物。这三种植物在福州市白马河水质净化工程中已得到应用,生长状况良好。10月下旬将植物采摘回来后,先用清水将根部的泥土冲净,然后放置于装有清水的塑料桶中,一周后将植物放置到实验装置中。1.3实验用水1.3.1系统进水水样的采集实验用水取自福州市某大学校园内学生宿舍楼下水管道排出的生活污水,该生活污水已经化粪池沉淀、分离、厌氧等预处理,除去部分悬浮物及降解了部分有机物。经测定,污水中CODcr的浓度为110.25mg/L～240.98mg/L,NH4+-N的浓度为10.45mg/L～26.71mg/L,TN的浓度为13.8mg/L～28.1mg/L,TP的浓度为7.10mg/L～8.95mg/L。1.3.2水质分析方法实验中CODcr采用重铬酸钾法测得,NH4+-N采用纳氏试剂法测得,TN采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测得,TP采用钼锑抗分光光度法测得[4]。1.3.3实验中选用的进水方式在湿地植物进入实验装置的初期11月份,为保证湿地植物生长需要,进水量约为300L/d,由缓冲槽出水口的阀门控制进入复合人工湿地系统的废水流量,流量控制在3ml/s