出水口位置对组合潜流人工湿地脱氮效果的影响研究_潘明富

广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY资源与环境2009年12月第12期（总第133期）【作者简介】潘明富（1984-），男，在读硕士研究生，研究方向：水污染控制。【基金项目】广西科学研究与技术开发计划（桂科攻0663001－6）人工湿地是20世纪70年代发展起来的一项污水生物处理技术，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物协同作用来实现对污水的净化，具有处理效果好、投资低、运行费用省、二次污染少、维护管理方便等优点[1-2]，能有效地处理生活污水，具有良好的应用前景。单一的潜流系统处理生活污水时，水平潜流人工湿地（以下简称为HF）常表现为硝化能力不足[3]，垂直潜流人工湿地（以下简称为VF）常表现为反硝化能力不足，导致脱氮效果不佳；组合工艺则能在一定程度上解决这一问题。因而，为保证脱氮效果，本试验采用了VF-HF组合工艺，并通过改变出水口位置来调节潜流人工湿地内部的饱和水层高度，设计了四种VF-HF组合系统，运行并考察了1号系统的沿程脱氮效果，分析并预测了2、3、4号系统的脱氮效果。由出水口位于中部或底部的VF和出水口位于底部或顶部的HF组成的组合潜流人工湿地有4种模式，见图1。图1四种模式的VF-HF组合工艺流程1试验材料及方法1.1试验装置1号VF-HF组合系统的脱氮效果试验在琅东污水处理厂内的现场实验装置进行。潜流人工湿地装置由PVC板焊接而成，由于VF受力较大，外用5mm角钢加固。潜流人工湿地基质为碎石，基质层孔隙率48.6%，粒径分布见表1。VF尺寸为2m×1m×1m，基质层高度0.8m；HF尺寸为2m×0.5m×0.5m，基质层高度0.4m。湿地栽种植物为香根草，栽种密度18株/m2。表1潜流人工湿地基质层粒径分布图21号系统实验装置与取样点布置图实验装置结构及6个取样点位置见图2。此装置构建于2008年8月，于当年9月开始运行。1.2实验方法本部分实验分为两部分。其一，运行了1号VF-HF组合系统，即通过调节PVC管道球阀关闭VF-1和HF-1，打开VF-3和HF-2，使VF基质层上部40cm处于不饱和水层，而VF下部40cm和HF池基质层处于饱和水层。污水流程为：来自琅东污水厂初沉池的污水经布水管进入VF池，由中部VF-3流出，再从HF池顶部的布水管流入HF池，途径取样点4#和5#，由HF-2流出。其二，分别单独运行了VF和HF系统，且实验运行参数同VF-HF。污水由微电脑开关控制潜水泵提升，进水流量由流量计控制。1.3进水水质及运行参数本实验采用间歇进水，5次/d，进水持续时间为20min/次，进水量为250L/d，面积负荷为0.125m3/(m2·d)，湿地运行时间为每天8:00～17:00。实验数据取自2008年12月至2009年1月。1.4测定方法测定指标包括TN、NH3-N、NO3--N、NO2--N、SS、CODcr和TP。测试方法：TN采用碱性过硫酸钾氧化紫外分光光度法、出水口位置对组合潜流人工湿地脱氮效果的影响研究潘明富1，蹇兴超2，秦爱国1,徐建宇1（1.桂林工学院，广西桂林541000；2.广西建设厅科技处，广西南宁530028）【摘要】根据出水口位置的不同，设计了四种不同出水口位置连接的垂直流-水平流（verticalflow-horizontalflow）组合人工湿地系统（简称VF-HF），运行了1号系统（VF出水口位于池子中部，HF出水口位于池子顶部）。实验采用间歇进水，水力负荷0.125m3/(m2·d)，进水为南宁市琅东污水处理厂初沉池出水。结果显示，TN和NH3-N的去除率分别为45.2%和34.2%。根据两部分实验数据进行分析，指出了4号系统（VF出水口位于底部，HF出水口位于顶部）脱氮效果最好，TN和NH3-N的去除率分别为>58.4%和>55.0%。【关键词】出水口；VF；HF；VF-HF组合系统；脱氮【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2009)12－90－03��(mm)<1010-2020-31.5>31.5����(%)4.514.068.513.090NH3-N采用纳氏试剂分光光度法、NO3--N采用酚二磺酸光度法、NO2--N采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法、CODcr采用快速密闭催化消解法、TP采用钼锑抗分光光度法、SS采用103-105℃烘干的可滤残渣[4]。2结果与分析2.1VF与HF单独运行的监测结果出水口位置不同的HF和VF单独运行时，VF中TN和NH3-N的出水浓度分别为20.0mg/L和18.6mg/L；HF中TN和NH3-N的出水浓度分别为17.2mg/L和16.3mg/L。VF和HF对污染物的去除率见表2。由表2可知，在处理TN、CODCr、SS、TP和NH3-N时，HF系统出