潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究

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1、杨旭等：潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究73潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究杨旭，于水利*，张洪洋，修春海，严晓菊哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090摘要:在低温条件下(水温0.3~15.9℃)，采用水平潜流人工湿地在玉清湖水库进水口处对入库黄河水进行预处理试验研究，考察了低温下黄河原水预处理效果，比较了不同水力负荷条件下，湿地系统对污染物的去除效率及其变化趋势，同时考察了进水污染物含量的影响。结果表明:在运行期间，潜流人工湿地有较好的处理效果，COD、TP、TN、NH4+-N的平均去除率均分别达

2、到43.13%、40.86%、42.56%、43.26%。根据GB3838—2002《地表水环境质量标准》，出水中COD达到Ⅰ类，TP平均值达到Ⅱ类，TN平均值达到Ⅴ类；NH4+-N平均值达到Ⅱ类。处理效果与温度正相关，在现有的水力负荷变化范围内（0.6~1.2m·d-1），系统处理效果无明显差别。同时发现，由于本实验的进水负荷低，系统去除功能未能得到充分利用，今后的研究可以适当提高负荷，充分利用系统的净化能力。关键词：潜流人工湿地；低温；原水，预处理效果中图分类号：X131.1文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）

3、01-0070-04杨旭等：潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究73近年来，黄河流域工农业发展迅速，黄河水污染日趋严重，黄河水处理难度越来越大，现有饮用水处理工艺难以适应当前黄河水水质状况。人工湿地作为一种低成本、低能耗、低技术要求的水处理方法，近年来，其应用的领域不断拓宽，已成功地用于生活污水[1][2]、工业废水[3][4]、城市暴雨径流[5][6]、农业废水的处理与管理[7][8]和湖泊污染防治[9][10][11]。采用人工湿地对黄河微污染原水进行预处理，以提高饮用水源水质，保证饮用水水质安全。是一种可行的优选方法。但在

4、冬季低温条件下，湿地植物出现休眠现象，根系微生物代谢减缓甚至停止。湿地预处理效果如何，有待研究。因此研究低温条件下，潜流人工湿地预处理效果具有重要意义试验是在济南市玉清湖水库进行的，玉清湖水库水为黄河水。在玉清湖水库建立了人工湿地系统，进行模拟试验。1材料与方法1.1人工湿地系统构造潜流人工湿地采用推流式，长为6.0m，宽为1.5m，深为0.75m。湿地由底部至上表面分别填充300mm厚的大砾石（直径50mm）、300mm小砾石（直径20mm）、150mm的土壤层。池内砾石孔隙率约为0.5，试验湿地底坡约为1%。湿地床体底面以混凝土

5、浇注，周边砖砌砂浆抹面。湿地出水水位高度可调。集水区底部安装一多孔集水管并与外部一出水高度可调的竖管相联接.竖管上距离池底分别为10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm处设置出水口，装设阀门来控制调节水位。出水水位的交替调整，可诱导植物根系生长，同时也对不同深度的优势微生物起到驯化作用。1.2湿地系统运行情况2005年5月中旬，湿地系统开始运行，水力停留时间为6d，水力负荷为1m·d-1。为了比较不同水力负荷下的净化效果，10月1日至10月19日进水水力负荷调整为1.2m·d-1；10月20日至11月3日水力负荷调

6、整为1m·d-1；11月4日至11月24日水力负荷调整为0.8m·d-1；11月24日至12月8日水力负荷调整为0.6m·d-1，试验湿地连续运行，进水为沉砂后的黄河水。通过沉砂池降低TSS，以防止湿地堵塞。本系统采用间歇式进水方式，造成湿地充氧的效果，有利于湿地中的有氧呼吸及硝化作用。1.3监测方法从2005年10月12日至12月8日进行正式观察与采样分析。每次取样都在上午9点，取样测试频率为6~8次/月。水温：采用温度计测定；pH：采用玻璃电极法测定；COD：采用重铬酸钾法测定；TN：采用碱性过硫酸钾消解分光光度法测定；TP：采

7、用钼酸盐分光光度法测定；NH4+-N：采用纳氏试剂分光光度法测定；NO2--N：采用重氮化偶合分光光度法测定；NO3--N：采用紫外分光光度法测定。2结果与讨论2.1人工湿地在低温条件下总的净化效果如表1所示：在两个月的低温下运行期，人工湿地对水中的COD、TP、TN、NH4+-N、NO3-杨旭等：潜流人工湿地低温下黄河原水预处理效果研究73-N的平均去除率在40%~45%之间，NO2--N的平均去除率在50%以上。根据GB3838—2002《表水环境质量标准》，出水中COD达到Ⅰ类，TP至少达到Ⅳ类，平均值达到Ⅱ类，TN平均值达到

8、Ⅴ类；NH4+-N平均值达到Ⅱ类，最差也可达到Ⅲ类。表1进出水主要特征及去除率Table1Thecharacteristicofinfluentandeffluentandtheremovalrate项目ρ(进水)/(mg·L-1)ρ