沸石床人工湿地处理暴雨径流废水的工艺研究_唐晓雯

-174-中国科技信息2005年第15期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONAug.2005工程论坛沸石床人工湿地处理暴雨径流废水的工艺研究唐晓雯1杜晓明2杨敦3(1,光华勘测设计院有限公司200335;2,同济大学建筑设计研究院200092;3,华东建筑设计研究院200002)摘要：本文结合我国滇池流域的暴雨径流的水质特点以及气候地理条件，提出了菖蒲－沸石床人工湿地系统的处理工艺，就该工艺对暴雨径流污染物的处理能力进行了研究。研究结果表明：当进水CODcr、NH3-N负荷分别为64.8、4.32g/m2d时，人工湿地系统的去除率可达到53％、93.5％。关键词：滇池流域；暴雨径流；菖蒲－沸石床人工湿地Abstract:ConsideringthecharacteristicsofthestormrunoffpollutionintheDianchiLakeDrainageAreainChina,aspecialprocesscalledcalamus-zeoliteconstructedwetlandsystemwasapplied,andthetreatmentcapacityoftheprocesswasstudied.ItwasshowedthatwhentheinletloadswereCODcr64.8g/m2d,NH3-N4.32g/m2d,theremovalratewas53%,93.5%respectively.KeyWords:DianchiLakeDrainageArea；stormrunoffwastewater；calamus-zeoliteconstructedwetland1.前言近年来,随着我国城乡经济快速增长,农田施用化肥农药数量增加,同时也产生了大量的农村固体废物。这些固体废弃物腐败后经暴雨径流最终排入水体,造成了目前极为严重的面源污染。“九五”期间我国加大了对水体污染治理的投资,在《中华人民共和国国民经济和社会发展“九五”和2010年远景目标纲要》中,滇池被列为我国重点治理的三湖之一。滇池的环境治理项目也已列为世界银行贷款项目之一[1]。根据昆明市环境监测中心站提供的资料,滇池流域暴雨季节为每年的6、7月份,最大降雨频率为1d-1，监测所得的数据显示了当地暴雨径流污染的水质状况,主要水质指标如表1所示。表1暴雨径流的主要水质指标农业面源污染主要由暴雨径流污染和农田灌溉水污染引起[2-5]，故无法采取像点源污染那样集中治理的方法加以解决，只有从整个农业生态系统或流域出发，建立稳定、和谐的良性循环的生态系统，才能即减少面源污染的数量，又使系统具有较强的面源污染净化能力，使其营养物质和有害成分在进入受纳水体前就显著降低，从而从根本上达到治理面源污染的目的。湿地系统是陆地和水体的过渡带。各国的研究表明，与传统的污水处理工艺相比，人工湿地在建造过程中投资低廉，在处理污水的过程中管理简单，且基本不需要运行费用，还可增加绿色面积，起到改善生态环境的作用，并能为某些特定的生物物种提供固定的栖息地。在国际上，人工湿地系统已成为解决暴雨径流污染和农田灌溉水污染的主要措施[6-10]。2.试验方案2.1试验装置试验装置采用菖蒲为水生植物、沸石为填料的人工湿地系统。其中菖蒲(Acoruscalamus)为多年生天南星科挺水植物，茎部以上高度约为1m，根系长度约为50cm，是在湿地中较常见的一种植物。沸石(zeolite)为一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，比表面积为300～350m2/g，粒径为5～10mm。试验装置参见图1。2.2废水来源与采样分析图1菖蒲－沸石床人工湿地试验装置在研究中,根据表1,以人工模拟的方式模拟暴雨径流废水。分析水样时,重点考察废水中有机污染物、氮和磷的去除效果。2.3试验工况试验运行方式采用连续进水，流量为2.5L/h，水力停留时间1d，水力负荷为240L/m2d。污染物表面负荷计算如式(1)：(1)试验工况按照进水的污染物浓度及表面负荷的大小，共分为4个，工况安排见表2。表2连续流试验的工况设计3.结果与讨论3.1有机污染物的去除在连续进水的条件下,菖蒲－沸石系统对有机污染物的去除效果见图2(a)(b)。图2(a)(b)菖蒲－沸石系统CODcr去除效果与进水浓度的关系从图2(a)(b)中可以看出,随着进水CODcr浓度的上升，出水的CODcr浓度逐渐升高，当进水CODcr浓度为60mg/L时，出水CODcr浓度不到20mg/L；而当进水CODcr浓度超过230mg/L时，出水CODcr浓度超过100mg/L。当进水CODcr浓度低于100mg/L时，CODcr去除率能维持在70%以上，而随着进水浓度的升高，CODcr去除率逐渐下降，但是下降趋