潜流人工湿地处理污水特性_宋铁红

第20卷第4期2003年12月吉林建筑工程学院学报JuomalofJilinArcllit代taurlandiCvilE雌ineringInstituteVdl.20No.l无e.2003文章编号:1009一0185(2003)04一0013一02潜流人一工湿地处理污水特性关宋铁红林英姿彭举威崔玉波韩相奎王翠兰(吉林建筑工程学院环境工程系,长春130021)摘要:人工湿地采用间歇流进水方式,可以有效利用大气复氧,增加床体的含氧量,提高有机物去除率和氨氮的硝化反应.并分析了去除特性,床体底部填充适量石灰石,可以缓冲水体的pH值,有利于污染物的去除.关键词:人工湿地;间歇流;污水处理中图分类号:X703文献标识码:A人工湿地作为一种高效率、低能耗的污水处理技术已得到了广泛的应用,国内外有关城市污水处理的研究表明,湿地系统的氧状态与各污染指标的去除有密切关系.为此,研究者们提出了许多改善湿地系统氧状态的措施,如降低污水负荷,预曝气,增加植物密度等.该试验是在潜流型人工湿地中采用间歇流进水方式,床体采用石灰石填料,以充分利用植物根系放氧和大气表面复氧,探讨在该进水方式下,各污染指标的降解特性.1试验设计与检测方法1.1试验装置污水经酸化预处理进入人工湿地.人工湿地由玻璃制成,床体填料状况为底部10cm石灰石,中部28cm粗砂,_[部12Cm细砂,在细砂内均匀种植芦苇.床体长150Cm,宽48cm,高50Cm,湿地床总容积360L,有效水容积95.6L,含水率26.5%.沿床体不同长度方向28cm,61Cm,117cm,150cm处设取样器,分别在不同高度10Cm,20cm,28Cm处取样.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.进水方式为间歇流,每24h为一个周期,即12h进水,12h排水.考察一定水力停留时间和负荷下,床体不同长度,不同高度处的COD,NH3一N及水体pH的变化情况.试验装置如图1所示.1.2检测方法试验用水:人工配制,其中OCD:30mg几一50mgL/;NH3一N:40mgL/一60mgL/:TP:9mg/L一16nlgL/.检测方法:〔义)D用高压消化法,其他指标均采用标准检测法.2结果与分析2.1人工湿地(C〕D降解特性沿床体不同长度,不同高度COI〕的降解情况如图水箱{}}}一l}}取样日/…\{`{21’人)湿地图l人工湿地装置模型2,图3所示.由图2,图3可见,人工湿地沿程、沿高C01)降解符合水流推流式运行的特征,沿程前段有较大的去除率,从芦苇的长势情况也可看出,前段芦苇的长势旺盛.经分析认为:污水经酸化预处理后,水流粘稠度增大,收稿日期:2002一07一27.作者简介:宋铁红(1972一),女,吉林省长春市人,讲师,在读硕士研究生*吉林建筑工程学院青年基金项目.吉林建筑工程学院学报第20卷粘附力强,进人湿地后易于被介质、微生物截留、吸收和降解,而且,开始阶段以l〕负荷大,微生物作用旺盛.后续阶段,随着水的粘稠度和COD负荷的减小,处理能力相对减弱,降解速率降低.此外,在同一取样口的不同高度,(刀D的浓度不同,水位越高,浓度越低.因人工湿地是上行流,上层水面经历了水面先上升后下降的过程,水力停留时间较长,而在水位下降阶段,床体进行复氧.由于水位高,通过大气压力向床体中输送氧,水体上层能获得较多的氧,微生物有氧呼吸旺盛,有利于污染物的耗氧降解.目一卜-L=28em`.~一L二6]em一j尸~乙二l一7em0000ù、0气ù2elǎ`\已如à。O切一门卜一H二28em.闷卜-H二20cm刊卜-万二loe印050加50ǎ曰\.官à0口102028图261117L(Cnl)人工湿地中COD沿程降解曲线万(cm)图3人工湿地中以)D不同高度变化曲线2.2人工湿地对N玩一N的降解规律沿床体不同长度,不同高度的N氏一N降解情况如图4所示.由图4可以看出,N玩一N浓度沿程逐渐下降,符合推流式降解规律.分析认为,因污水为人工合成,氮含量主要表现为N玩一N,而无机氮是植物生长过程中不可缺少的物质,可直接被湿地植物摄取,最终合成植物蛋白质从湿地中去除.另外,由于湿地植物根系的输氧及在间歇流的进水方式下,湿地中连续呈现好氧、缺氧、厌氧状态,从而,为氮的硝化与反硝化创造了条件.从图~州卜--门卜-~,`-L=28e”、L二6]en-L二117cmǎ之晋à崛嵘。{)m)图4人工湿地中空间变化规律曲线4还可看出,在同一取水口,水位越高,N玩一N浓度越低.可见,上层水面更利于大气复氧,表现为硝化能力增强,从而,N玩一N去除率越大.可以预见,适当缩短运行周期,将有助于氮去除率的提高,但要考虑处理水量、湿地占地面积等诸多因素的影响.2.3湿地填料对水体pH值的影响试验中,床体填料采用石灰石,其理由一是污水中的磷