砂滤人工湿地处理污染河水运行研究_田景宏

人工湿地通过模拟天然湿地的结构和功能，选择一定地理位置和地形，形成了基质、挺水植物与沉水植物、动物和水体组成的复合体[1-2]。1970～1980年间，人工湿地主要集中应用在城市生活污水的处理，1990年后，人工湿地技术被广泛地应用到城市生活污水处理、面源污染防治、工业废水处理、矿山废水处理、污泥处理等各行业[3]。近年来，由于河流、水库、湖泊污染物增加、富营养化日趋严重，人工湿地处理河湖面源污染的研究应用日渐兴起,如刘红教授进行了潜流人工湿地改善官厅水库水质小试研究[4]，邓辅堂等对人工湿地净化滇池入湖河道污水进行示范工程研究[5]，陈秀琴对人工湿地系统在河网水质污染治理进行初步探索[6]等，砂滤人工湿地系统在官厅水库水质恢复研究中也得以深入应用。官厅水库是北京市两个最大的供水水库之一，永定河是官厅水库主要入库水源，流经山西、河北。由于面源污染、未经处理的上游工业废水、生活污水逐年增加，河水携带大量污染物进入官厅水库，使水库水质下降，水库出现NH4+-N、COD、大肠杆菌、TN、TP等有机污染物超标现象，诱发水库富营养化发生，官厅水库水体质量总体评价为V类水，并于1997年正式退出饮用水水源行列[7]。本示范项目，重点分析砂滤人工湿地系统对入库水水质的净化能力。1砂滤人工湿地示范工程1.1砂滤人工湿地处理流程砂滤人工湿地示范工程分成2个试验区，本文研究的区域总面积为14500m2，包括砂滤池面积2100m2和12400m2人工湿地处理单元。砂滤人工湿地的流程设计为：泵站、主配水井、砂滤池、人工湿地单元、出水井，流程如图1所示。1.2砂滤人工湿地工程布设1.2.1人工砂滤系统永定河入库河水的含沙量较高，悬移质取样分砂滤人工湿地处理污染河水运行研究田景宏1，黄柄彬2（1.北京科技大学，北京100083；2北京水利科学研究所，北京100044)摘要:对于高含沙污染河流,砂滤人工湿地系统起到较好处理效果,砂滤系统可降低湿地堵塞的危险性,保证湿地长期稳定运行。通过近1年连续监测,系统对悬浮物去除率最高达96%,且不受季节变化影响;水利负荷小幅度变化条件下,对CODMn、BOD5、TP的处理效果影响小,TP去除率与水利负荷存在一定相关关系,相关性较弱;BOD5、TP去除率基本不受季节变化影响,TN、NH4+-N去除率和季节变化存在相关关系,NH4+-N同水温存在相关系数为0.96的正相关性,TN的去除效果呈现夏季>秋季>春季>冬季的特征。在监测期间,砂滤湿地系统对BOD5的去除率一般在20%～50%,COD去除率为10%～40%,TP去除率为7%～70%,NH4+-N去除率最高可达86%。关键词:砂滤;人工湿地;污染河水中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-3770(2008)08-049-06收稿日期：2007-12-24基金项目：中德合作官厅水库治理项目（科技部国际合作2002DFG00023）作者简介：田景宏（1967-），男，工程师，博士研究生，研究方向为人工湿地在水库水体恢复中的应用联系电话：13683552293；E-mail：otjh2000@yahoo.com.cn。图1砂滤人工湿地处理流程Fig.1Flowchartofsand-filterandconstructedwetland��������������������������������������������������������������������第34卷第8期2008年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.34No.8Aug.,200849DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2008.08.013析表明，绝大多数沉淀物为粒径0.01～0.1mm细砂，经黑土洼沟沉淀，可将88%的悬浮物质沉淀，但为确保人工湿地长效运行，防止湿地堵塞，人工湿地系统仍分2部分布设：前砂滤系统和后人工湿地单元系统。砂滤池分设2个，每个长60m，总宽15.6m，采取中央进水，两边底部集水管收集，滤料按级配置放，粒径范围从5～16mm，尽量控制进水悬浮物的浓度不超过20mg·L-1，确保砂滤系统的使用寿命。一旦出现砂滤系统堵塞时，关闭一砂滤池进行换料清洗，至少保持一砂滤池工作。1.2.2人工湿地处理单元人工湿地处理单元长为40m、宽20m、深1.7m，湿地填料为20～30mm的砾石，人工湿地底部由防水布进行防渗处理。人工湿地系统分3行，共布设12个湿地处理单元，进水管在湿地一侧填料下1m深处埋设，出水收集管在湿地单元另侧1.77m处，进出水管均设有中间检查孔，湿地出水由收集井收集，井内安装可调节水位的伸缩管控制湿地水位，湿地植物为当地适生芦苇。1.2.3人工曝气和井闸系统为促进硝化和反硝化反应，达到