多级人工湿地-塘组合系统去除污染物研究

第34卷第3期2017年3月长江科学院院报JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteVo1．34No．3Mar．2017doi：10．11988／ckyyb．20151002多级人工湿地一塘组合系统去除污染物研究万博阳，王全金。戚晓波(华东交通大学土木建筑学院，南昌330013)摘要：通过多级人工湿地一塘组合系统在不同的水力停留时间下处理污染水体，对各项出水污染物进行测试对比。结果表明：在初春低温条件下，COD，TN和NH4+-N的去除率随着水力停留时间的增加显著提高，在保证处理效果的前提下，水力停留时间选择4d较为合理。在水力停留时间为4d时进行为期12个月的试验。试验结果表明：随着季节的变化，多级人工湿地一塘组合系统对模拟农村径流污水的净化效果保持在一个合理的波动范围内，在夏季时对污水中COD，TN以及NH4~-N去除效果比在冬季时好。从试验去除污染物的效果可以看出，本系统可以在除污染物方面达到比较令人满意的效果，COD出水水质最好时为Ⅳ类水质，NH4+-N出水水质最好时接近地表水Ⅳ类水质。关键词：多级人工湿地；塘；水力停留时间；水污染物；除氮率中图分类号：X524文献标志码：A文章编号：1001—5485(2017)03—0025—051研究背景目前处理污染水体的方式有化学处理、物理处理，生物处理和生态处理等⋯。在生物处理方面，以潘I生污泥法为代表，在处理过程中会产生大量富含有害化学成分的淤泥、废渣。生态处理以人工湿地为代表，在处理过程中不会产生二次污染，人工湿地污水处理的研究日益受到重视。随着人工湿地不断深人的发展，研究不再局限在单纯的湿地上面，还引入了一些其他系统，逐渐形成了人工湿地组合系统。根据研究显示人工湿地组合系统在处理效果方面明显优于单独的人工湿地系统，具有更好的出水水质等优点。宋嘉骏等利用人工湿地一塘组合系统，处理COD为87．36～21．5mg／L，TN为26．81～13．49m#L，NH+_N为23．74—11．21metE，污水取得了较好的去除效果。乌兰托娅l6]发现利用人工湿地处理高浓度的氨氮废水去除率到达90％。国外的F．Masi等发现多级人工湿地在二级处理时可以得出一个较好的效果，其中COD的去除率为86％，TN的去除率为60％，TP的去除率为43％，SS去除率为89％，NH4+-N的去除率为76％。但是大部分人研究的都是处理高浓度的生活污水，对低污染浓度的污染水体处理研究较少，目前我国农村水体污染问题已严重影响当地的环境，国内一部分学者已经开始研究处理这种类型的污染，人工湿地组合系统作为一种新型的处理系统，有着投资少、消耗低、维护简单等优点，特别适合在农村以及经济欠发达地区使用J。所以本次试验的目的就是探究多级人工湿地一塘组合系统对低浓度污染水体的净化效果，试验分为2部分：第1部分是研究水力停留时间对系统中污染物的去除影响；第2部分是通过第1部分试验确定的一个水力停留时间进行系统1a的去除污染物研究。2试验部分2．1试验装置试验装置为多级人工湿地一塘组合系统，组合系统中各单体构筑物由Icm厚U-PVC板焊接而成，制成以人工湿地为主体的生态处理系统，整个实验装置流程为高位水箱一生态塘A一表流湿地A一潜流湿地一表流湿地B一生态塘B，污水靠各构筑物高差流动。各个装置的说明如下：高位水箱箱体尺寸为800mmx800ram~700mm(长×宽×高)，生态塘A，B内部尺寸为1550mmx400／Timx7501Tim(长×宽×深)，设计水深为0．551'11。表流湿地A，B内部尺寸为1550mmx400minx750mm(长×宽×深)，装置内设计水深为0．3m。潜流人工湿地内部尺寸为1550mmX400mmX750mm(长×宽×深)，潜流人工湿地装置内设计的有效水深为0．6in。其中表流湿地底部铺设有基质，基质采用2层设计，下层厚为200mm，用~b100～200mm砾石作为收稿日期：2015—1卜26；修回日期：2015-12-23基金项目：国家自然科学基金项且(22141071)作者简介：TY博阳(1991一)，男，江西南昌人，硕士研究生，主要从事污水处理研究工作，(电话)13257006901(电子信箱)1024278982@qq．coin。长江科学院院报2017_仨承托层，上层厚为200mm泥土，可作为挺水植物扎根固定用，整个基质层总高度为0．4m。潜流湿地底部铺设有基质填料，填料层采用通常用的三层设计，下部厚为200mm，用+loo～200mm砾石作为承托层；中部厚为300mm，用+1o～20mm碎石作为填料层，供微生物挂膜使用；上部厚为200Inm沙土，供固定植物扎根使用。各个装置里面的植物为生态塘A中种植伊乐藻，生态塘B中种植狐尾藻，表流