表面流人工湿地处理生活污水的研究

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1、何蓉等：表面流人工湿地处理生活污水的研究181表面流人工湿地处理生活污水的研究何蓉，周琪，张军1.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092摘要：通过小试装置研究了表面流人工湿地对人工模拟生活污水的处理效果及相关运行参数。实验结果表明，表面流人工湿地系统对污水中的CODCr、TN、TP均有较好的综合净化能力，对各种污染物指标的去除率可分别达到CODCr75％、TN75%、TP73％，其中CODCr和TN达到一级排放标准分别需3d和4d的表观停留时间，TP要达到二级排放标准则需6d的表观停留时间。而且，湿地植物对TN和TP的去除

2、有比较明显的促进作用。关键词：生活污水；表面流人工湿地；净化处理中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）02-0180-02何蓉等：表面流人工湿地处理生活污水的研究181近年来随着我国城市化速度的加快，城市生活污水的排放量不断增加，全国年排污水量达数百亿吨，但只有4%的生活污水经过处理。虽然传统的生化二级处理技术因其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为生活污水处理的主流工艺，但传统的活性污泥法主要以去除碳源污染物为目的，对氮、磷等营养物质的去除则微乎其微，而且基建投资大,运行费用高。三级处理虽可解决上述问题

3、，但因投资和运行费用昂贵而难以大面积推广。因此，人工湿地处理技术的提出和发展，为综合解决上述问题提供了一种新的选择。人工湿地技术的特点是投资少、效果好、运行维护方便、氮磷去除率高[1]。由于表面流人工湿地与潜流型人工湿地相比其成熟期短（表面流人工湿地3~4个月而潜流人工湿地需1~2a），而且目前我国对于表面流人工湿地的研究较少，所以本试验采用小试的表面流人工湿地系统对生活污水的处理效果进行了研究，尤其针对水中的总氮、总磷，研究使氮达到一级排放标准、磷达到二级标准的最短停留时间，并就湿地中的植物对污染物降解所起的作用进行了分析和探讨。1试验装置与

4、试验方法1.1试验装置设计了2块湿地W1和W2，W1是无植物系统，W2是有植物系统，湿地所用的土壤和植物均是南汇老港的泥土及其土生的芦苇。每块湿地的大小为4m×0.4m，水深10cm，土壤深60cm，采用小孔出流来控制水位。1.2试验用水由上海市曲阳污水厂对生活污水的污染物监测数据得CODCr、TN、TP分别达到200mg/L、40mg/L和5mg/L。试验进水采用人工配水，具体配比为：乙酸钠（130mg/L）、淀粉（70mg/L）、牛肉蛋白胨（35mg/L）、葡萄糖（35mg/L）、磷酸二氢钾（23mg/L）、硝酸钠（32mg/L）、氯化铵（

5、113mg/L）、尿素（15.8mg/L）等配成。1.3试验分析项目与方法本试验主要测定CODCr、TN和TP的数据，具体测定方法如下：采用快速法测定CODCr值；将废水消解后用紫外分光光度法，分别测定硝酸根离子在220nm及275nm波长下的吸光度而得TN值；采用钼锑抗光度法测TP的值[2]。2试验结果与讨论2.1有机物的去除在表面流人工湿地系统中，污水中有些有机物吸附在可沉降颗粒上，这部分有机物主要通过沉降作用或过滤从废水中截留下来，被微生物加以利用；可溶性有机物则可通过土壤中的生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除[3]。反应过程中的主要氧

6、源来自于水面复氧和植物向根区的过量氧传导。2块湿地去除CODCr的实验数据见图1。图1人工湿地对CODCr的去除效果由图1可见，2块湿地对CODCr的去除率都随着停留时间的增长而增大，但停留时间超过3d后就无明显增加，且W1和W2对CODCr的去除差别不大，W1对CODCr的去除率为70％左右，W2对CODCr的去除率为75％左右。3d时W2出水中的CODCr为58.82mg/L已达到一级排放标准。由此可见，植物系统对CODCr的去除没有明显的作用。2.2氮的去除何蓉等：表面流人工湿地处理生活污水的研究181人工湿地去除氮的机理主要包括水生植物

7、的吸收、微生物的硝化/反硝化脱氮和氮的挥发。研究表明，污水中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的物质可以直接被植物摄取，合成植物蛋白质等有机氮，通过植物的收割从而从污水和湿地系统中去除。根据湿地植物根系的输氧及传递特性，在人工湿地系统中，植物根茎下形成有利硝化作用的好氧微区，同时远离根系周围的厌氧区由枯枝碎屑及底质层中可利用的碳源又提供了反硝化条件，因而在基质中形成了连续的好氧、缺氧及厌氧状态，相当于许多串联或并联的A2/O处理单元[3,4]。2块湿地对TN的去除见图2。图2人工湿地对TN的去除效果由图2可知，2块湿地对TN的去除率都随着停留时间

8、的增长而增大，当停留时间为2d和3d时，W1和W2对TN的去除效果差别不大，这是因为硝化作用一般是在有机物去除完成后才开始，而由上述可知有机物的去除需