人工湿地在北方城市污水三级处理中的效果研究

1、人工湿地在北方城市污水三级处理中的效果研究侯薇济南凯达环保有限公司济南250000摘要：采用三级串联人工湿地试验装置以及无芦苇的空白对照装置在户外自 然条件下进行试验，分阶段考察该组合式人工湿地系统对实际城市污水的深度 处理效果。第一阶段为装置初运行阶段，釆用较长的停留时间，该阶段装置对 cod、tn、nh3-n、no2-n 和 tp 的去除率分别为 75 %> 75%、95 %、75 % 和50 %,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了 10 %、40 %、20 %、 20 %和50 %;第二阶段釆用较短的停留时间，该阶段装置对cod、tn、nh3-n、 no2-n和tp的去

2、除率分别为85%、75%、100%、70 %和98 %,芦苇的存在 使以上各指标相对于空白对照分别提高了 10%、20%、35%、25 %和63 %o试 验结果表明，该试验装置对城市污水具有较好的深度处理效果，能够有效降低水 中的n和p,对改善水质、恢复牛态系统和控制水体富营养化问题具有重要意 义。关键词：人工湿地城市污水深度处理富营养化abstract: in this paper, both a three grades series con.structed wetland device and control device were investiga ted under nat ur

3、al conditions, and the dispo sal effect s of these device on the act ual urban sewage treat menthad beenst udied in p hases.the retention time of the first grade with early operate p hase , was very long. the cod , tn , ammonia , sub nitrogen and tp removal ability were 75 % ,75 % ,95 %, 75 % and 50

4、 % respectively, which were 10 % ,40 %, 20 % ? 20 % and 50 % higher compared with the blank con.trol device. contrary to the first stage , the reside nee time of the sec on.d stage were short, and the cod , tn , ammon.ia , sub nitrogen and tp removed at 85 % , 75 % ,100 % ,70 % and 98 % respectively

5、. the existenee of these plant s enhanced the removal effect by10 % ,20 % ,35 % ,25 % and 63 % respectively.the result s claimed that the test device had good effect on urban sewage advaneed treat ment, especially in reducing n , p content .the experimenthad great significant in imp roving water qua

6、lity, resto ring eco systems and control of water eutrop hication problem.keywords : constructed wetland urban sewageadvaneed treatmenteutrop hication人工湿地作为一种低投资、低能耗、低处理成本和具有n、p去除功能的 废水生态处理技术，已逐渐被世界各国所接受，目前已被广泛应用于处理生活污 水、工业废水、矿山及石油开采废水、农业点源污染和面源污染以及水体富营养 化等的治理。近年来，人工湿地技术在我国得到了应用与发展，为城市污水的 处理和深度净化提供了

7、新的思路与途径。本实验在传统人工湿地系统的基础上, 通过组合的方法建立多级串联的人工湿地处理装置,以考察该组合工艺对北方 城市污水的深度净化效果。1实验内容与方法1.1实验设计与流程实验采用三级串联人工湿地系统在户外自然条件下进行小试，其中第一-级 采用上向流潜流形式，第二、三级采用下向流表面流形式。同吋建立无芦苇的 对照单元,其体积为一-级单元的1/ 10,和一级单元进行对照,以考察芦苇对 污水处理的影响。工艺流程见图1。(1) 各级湿地反应器均为长1.0 m宽0.7 m;池深度：第一级为1.5 m，第二、三级均为1.2 m;各级有效水深：第一级为1.3 m,第二、三级均为1.0m。 各级湿

8、地的深度大于一般湿地，以便在湿地下部形成厌氧区域，该区域具有预 处理功能(如沉淀、厌氧生物降解等)，可以节省湿地系统的占地面积。(2) 填料采用轻质陶粒滤料，可以避免土壤系统表面短流现象，同吋可以 增加表面积以有利于微生物代谢活动。植物采用大连地区常见的芦苇。对传统人工湿地系统实验装置作了结构上的改进:在进水和出水端的高低不同位置设 置了进水口和岀水口(见图2),可以根据不同类型的水质通过改变进、出水的方式 和水的流动方式来改变湿地的类型以达到较好的处理效果，可以有效节省投资。1.2 运行与管理实验分两阶段运行:第一阶段从2015年5月中旬至7月下旬，为装置初运 行阶段，由于该阶段温度较低，故

9、采用较长的停留吋间，设计流量260 l/d,表面 负荷372 mm/d,停留时间每级各3 £总停留吋间9 d ,对照单元设计流量26 l/ d,停留吋间约3d;第二阶段从2015年7月下旬开始，此吋气温较高且装置 内部环境较稳定故采用较短的停留时间设计流量380 l/d,表面负荷543 mm/d,停留吋间每级各2d,总停留时间6 d,对照单元设计流量38 l/d,停留时 间约2do1.3 实验用水实验用水采用大连某污水处理厂的二级出水,cod为3060 mg/ l z tn为 2060mg/l,nh3n 为 1030 mg/l,no2-n 为 0 .55.0 mg/l?tp 为 1.

10、1. 5 mg/ l c1.4实验分析方法在各阶段定期对三级串联人工湿地系统装置与对照装置的进出水水质进行监测。2实验结果与讨论2.1 第一阶段试验结果与分析2.1.1 cod的去除效果第一阶段进水cod为2751mg/l o由图3可以看出，开始吋由于装置 处于驯化阶段,因此对cod的去除并不稳定;装置运行40 d左右的吋候开2.3 各阶段试验结果比较分析第一阶段和第二阶段试验结果的总体差异表现在:第二阶段系统的稳定时间要短于第一阶段，因为此时系统内部环境已较成熟，适应能力较强;第一阶段的 去除效果较不稳定，且出水带有臭味，而第二阶段出水较稳定，且不带有明显的 臭味。本试验也考察了芦苇的存在对

11、各指标去除效果的影响。可见第一阶段试验 中相对于无芦苇系统(对照单元)，有芦苇系统的一级单元的cod、tn、nh3n、 no2-n和tp的去除效果分别提高了 10%、40%、20%、20 %和50 %左右。由 图11以及图13可见，第二阶段试验中相对于无芦苇系统(对照单元)，有芦苇 系统的一级单元cod、tn、nh3n、no2n和tp的去除效果分别提高10%、 20%、35%、25 %和63 %左右。由此可得出，芦苇的存在增强了系统内部的净化 能力，并能显著提高污染物的去除效果，因此芦苇是人工湿地系统中重要的组成 部分。3结论(1) 三级串联人工湿地系统对低浓度的污水有着较好的净化效果，其出水

12、可以达到中水冋用的标准。同时该装置具有较好的脱氮除磷效果，出水tn、tp低，可有效防治“水体富营养化”。(2) 停留吋间是人工湿地系统设计中的重要参数之一，选择适当的停留吋间 能提高污水的净化效果。(3) tn的去除需要较长的停留吋间，这是因为tn的去除以生物反应为 主;tp的去除需要较短的停留吋间，因为tp以吸附去除为主，停留时间长会造成解吸附现象，也会造成厌氧吋间过长发生聚磷菌的厌氧释磷现象。(4) 芦苇是人工湿地中重要的组成部分，其对污水的净化效果有很大影响。适当地选择植物将直接影响到出水的水质。参考文献1nerallas, weaverrw, esikarbj, et al. impr

13、ovement of do mesticwastewater qualit y by subsurface flowconstructed wetlands j . bioresourcetechnology, 2000,75(1) :19225 .22 scholzm , xuj .perform a nee comparis on of experime ntalc on structed wetla nds with d iff ere nt filter media and macrop hytes treati ng industrial wastewater contaminated with leadand copperj .bioresourcetechnology ,2002 ,83 :71 793 knightrl, kadlecrh , ohl endorf h m the use of treat merit wetlands for petroleum industry effluent sj en vironmentai scienee andtechnology ,1999 ,33 (7) :973 980 .4 籍国东，孙铁術，常士