间歇流人工湿地处理啤酒废水的特性_彭举威

收稿日期:2004-03-02.作者简介:彭举威(1973～),男,吉林省松原市人,讲师.＊吉林省环保局项目〔吉环科字第00-11号〕文章编号:1009-0185(2004)03-0004-03间歇流人工湿地处理啤酒废水的特性＊彭举威崔玉波赵可韩相奎(吉林建筑工程学院环境工程系,长春130021)摘要:啤酒废水经酸化预处理后进入人工湿地.床体中充填适量石灰石,起到了调节pH值和提高氧化还原电位(ORP)的作用.在进水12h,排水12h,水力停留时间(HRT)4d的条件下,面积负荷2511kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.22kgCOD/m3·d,大大超出了系统的处理能力;而面积负荷1080kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.092kgCOD/m3·d,系统出水COD浓度小于100mg/L.进水6h,排水6h,HRT2d,周期处理水量不变,面积负荷2160kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.184kgCOD/m3·d,系统出水COD浓度小于100mg/L.结果表明,间歇流方式进出水,可以最大程度地利用床体上层的大气复氧,缓解了水生植物根系放氧不足的矛盾;适当缩短间歇流周期,可以提高系统处理废水的能力.关键词:潮汐流人工湿地;废水处理;容积负荷;面积负荷;pH值;ORP中图分类号:X703文献标识码:A在欧美,潜流(SF)人工湿地已广泛应用于城市污水、农业排水、垃圾渗滤液及雨水等的处理.自1988年以来,美国有数百个潜流人工湿地建成并使用,处理能力小自家庭污水,大到小型污水处理厂,可处理污水11000m3/d[1],是一种极具开发潜力的低能耗类的自然处理系统.潜流人工湿地中,水面一般低于床表层5cm～10cm,系统处于饱和状态.由于植物根系的放氧作用及大气表面复氧,在床体上层和芦苇根部区域存在微氧环境.研究表明,芦苇床的传氧能力有限[2-3].因此,从理论上讲,充分利用表层大气复氧有利于污染物的好氧降解.研究将潜流人工湿地设计成潮汐流形式,间歇进水至近床体表面,再排水,以探求潜流人工湿地处理有机废水的新模式.1试验设计1.1试验装置试验设计以低能耗为宗旨,考虑到啤酒废水浓度相对较高,原水经酸化预处理后进入人工湿地.为缓解废水在进一步厌氧环境中pH值过低而造成不利影响,在床体底部铺设石灰石.床体填料情况如下:d=3cm～5cm,石灰石8cm;d=0.5cm～1.0cm,粗砂24cm;d=0.05cm～0.2cm,粉细砂16cm.处理区长150cm,宽48cm,高55cm,填料高48cm,坡度1.5%.填料平均孔隙度25%,有效水容积85.6L.床体上部种植芦苇,芦苇株距16cm×16cm.进水区长13cm,宽48cm,高55cm,填充高度32cm,石灰石3cm～5cm,起调节和过滤作用.1.2试验方案啤酒废水经酸化预处理后,从进水口由床体底部进入人工湿地,考察不同水力停留时间(HRT)和COD负荷下床体不同长度、不同高度COD的降解情况.沿床体长度方向32cm,77cm,122cm,150cm处设取样器,分别在高12cm,22cm,32cm处取样.采用潮汐流方式进出水,分别以12h进水、12h出水和6h进水、6h出水进行.在出水侧32cm高处设出水口,周期性排放32cm高度以上的处理水,每周期处理水量20L.第21卷第3期2004年9月吉林建筑工程学院学报JournalofJilinArchitecturalandCivilEngineeringInstituteVol.21No.3Sep.20042试验结果与讨论2.1进水COD负荷对处理效果的影响HRT4d,进水COD浓度732.65mg/L～971.14mg/L,平均930mg/L,系统出水COD浓度292.42mg/L～583.14mg/L,平均453mg/L,平均去除率51.3%;进水COD浓度337.8mg/L～490.75mg/L,平均400mg/L,出水COD浓度67.8mg/L～135.2mg/L,平均93.2mg/L,平均去除率76.7%,达到GB8978-1996污水综合排放一级标准.即在面积负荷2511kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.22kgCOD/m3·d,水力负荷率2.7cm/d条件下,出水COD浓度超标约453%;而在面积负荷1080kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.092kgCOD/m3·d,水力负荷率2.7cm/d,废水可达标排放.2.2潮汐流周期的影响一天一个周期,即12h进水,12h排水,HRT4d,面积负荷2511kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.22kgCOD/m3·d,出水超标453%,显然大大超出了系统的处理能力;而面积负荷1080kgCOD/ha·d,有效容积负荷0.092kgCOD/m3·d,出水可达标排放.保持