水培技术作为人工湿地预处理工艺可行性研究_王超

中国环境科学,一一水培技术作为人工湿地预处理工艺可行性研究王超,任勇翔',张海,杨永哲西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安摘要以城市污水处理厂初沉池出水为原水,对以美人蕉为栽培植物的水培生态净化槽作为复合人工湿地预处理工艺的可行性进行了现场试验研究结果表明,水培槽对、的最大平均去除率分别达到了名和,有效地削减了人工湿地的负荷和降低了湿地介质孔隙堵塞的风险在,。加,三种不同槽深条件下,槽深越浅,出水中的浓度越高,越有利于水中污染物的去除运行水深是决定水培槽对污水净化效率的重要参数,另外,与水培槽相组合的复合潜流人工湿地对水中的污染物去除效率较高且效果稳定,出水和可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级标准,氨氮和总磷可达到二级标准关键词水培人工湿地预处理工艺城市污水中图分类号文献标识码文章编号一加一一】恤场人,物一',刊,一斗称跳抑,,户,,,初记,,一勿妙由。卯,勿电脚,勿冲,,冲勿书加台叮'勿勿人工湿地工艺具有投资少、运行管理简单、处理效果和景观效应好等优点,在欧美国家广泛应用【'近年,我国对人工湿地工艺的研究和工程应用逐渐增加,也取得了较好的成效价,目前国内外所用人工湿地多为潜流式湿地,具有处理效率高、占地少等优势,但普遍存在系统长期运行稳定性不足即植栽床孔隙易堵塞的缺点其主要原因是预处理过程对水中的悬浮固体去除不充分或植物根系分泌物造成的植栽床介质板结所致【`目前常用的预处理设施有沉淀池、厌氧反应器如厌氧折流反应器和降流式厌氧悬浮填料床、生物接触氧收稿日期一一垂金项目陕西省自然科学基金资助项目陕西省留学人员科技活动择优资助项目陕西省教育厅专项科研项目引教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队项目责任作者,教授,￡1080中国环境科学卷化池和氧化塘等,但这些设施存在去除率较低、经济成本高、有机物去除不充分、不能有效减小后续人工湿地占地面积等不足水培技术是将植物根系浸润在污水中的一种无土栽培法根系发达的水生植物可形成高效根系过滤层,将水中的悬浮性污染物、藻类等过滤去除,同时植物的吸收以及附着在其根部的微生物亦可有效地去除水中污染物目前水培技术在地表水体的治理方面己有较多研究和工程应用一,但是将其作为人工湿地预处理工艺的研究还未见报道本研究以城市污水为原水,探讨了水培技术作为人工湿地预处理工艺的可行性,即水培植物生态槽以下简称水培槽能否大量、稳定地去除水中的悬浮固体和有机物,以期满足降低后续人工湿地植栽床孔隙堵塞风险和削减湿地有机负荷的要求,材料与方法,,试验地点与水质试验在西安市第四污水处理厂进行,原水为初沉池出水,其水质为小,,阳双柯,一礴,荀叭尸仇一弓,仰“伽叭,一,氧化还原电位”一一从一污水的值约为,可生化性较好,试验系统试验系统流程见图图试验系统流程别肚调节池系列水培槽众系列水培槽系列水培槽汽水平潜流湿地垂直潜流湿地控制,自流流入水培槽,经配水井水泵提升分别流入水平潜流湿地和垂直流湿地采用间歇式进水方式,日进水量为,次,水力停留时间均为调节池、水培槽和湿地主体均为砖石混凝土结构,池底及四周池壁均做防水层调节池有效容积为,,长,宽,有效水深,水力停留时间控制在以内水培槽共有组,其有效容积均为,池底坡度均为,有效水深分别为,,其中深度水培槽为折流式,池宽,池长深度水培槽池宽,池长深度水培槽池宽,池长水平潜流湿地构造如下长,宽,深前端和后端为布水区和集水区总长约,铺厚的粗砾石粒径为一中间为处理区,底层为厚的粗砾石粒径为一,中间为厚的细砾石粒径为一,表层为厚的粗砂粒径为垂直潜流湿地长,宽,基质构造与水平流处理区相同水平流湿地和垂直流湿地运行水深均为水培槽和湿地的栽培植物均为美人蕉,当其苗高为一时,将其由花圃移植到系统内水培槽中,用定植篮直径约和聚氯乙烯泡沫板将美人蕉固定在木龙骨材质的浮床上,株行距为,植株数量为一系列棵,系列棵,系列棵湿地中,美人蕉的株行距为,水平流湿地中植株数量为棵,垂直流湿地中为棵,分析及统计方法分析方法均按照国家标准方法测定'”平均每取样分析次,遇到下雨时隔天取样分析采用统计软件对数据进行单因素方差分析,多个样本的均数比较选用最小显著差法原水经潜水泵提升进入调节池,通过电动阀结果与讨论,水培槽对水中污染物的去除效果,,去除效果分析试验从美人蕉株高8期王超等水培技术作为人工湿地预处理工艺可行性研究达到娜,即移栽约后开始取值,水培槽系统对的去除情况见图由图可见,组水培槽出水浓度普遍在叭以下,其中深度系列最低,始终保持在叭以下系列的去除率平均值为,显著优于其他系列尸,该值介于“和,`,之间淤豢运行时间图各组水培槽进出水变化斗进水一。尸水培槽出水水培槽出水翎一水培槽出水由图可见,系列美人蕉根密度要明显大于其他系列,,系列平均根数分别为,,条株,并且地上部长势也明显好于其他