復合人工濕地處理生活污水的效果

安囊農業(yè)科學(xué), Journal of Anhui Agr.si.201l,39(30):18616-18617,18683貴任編輯鄭丹丹實(shí)任校對況玲玲復合人工濕地處理生活污水的效果薛宇,趙軍2,李曉東2(1.遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院,遼寧沈1052遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院,寧洗沈用10摘要[目的]對濕地污水處理技術(shù)的工藝參教進(jìn)行改進(jìn)和系統優(yōu)化。[方法]通過(guò)改變傳魷間歌進(jìn)水對人工濕地增氧的方式,將兩個(gè)疊直流人工濕地串聯(lián),在好氧濕地內增加曝氣供氧,使好氧濕地內溶解氧保持在3-4mg/L,從回流比角度出發(fā),考察了不同回流比(0、l:1、2:1、3:1、5:1)對復合人工強化濕地處理效果的彩響。[結果]復合垂直流人工濕地對COD、 NH,-N, TN的去除效果均可達到污水排放一級A的標準,其中不同回流比對TⅣN的去除影響效果很大,當回流比達到2:1時(shí),去除效果最好,去除率可達82.5%;但試驗蓑置對TP的去除效栗較差,可從濕地基質(zhì)選材的角度考慮,選取吸附能力較強的填料作為濕地基質(zhì),加強對污水中磷的去除效果。[結論」垂直流人工濕地對生活污水的處理有較好的應用前景關(guān)鍵詞人工濕地;回流比;曝氣中圖分類(lèi)號X703.1文獻標識碼A文章編號0517-66l1(2011)30-18616-02Research on the wastewater Treatment in artifcial Construction WetlandXUE Yu et al Department of Environmental Science, Liaoning University, Shenyang, Liaoning 110036)Abstract [Objective] The technical parameter in the system of the wastewater treatment in artificial construction wetland was improved foroptimization. Method The way of the oxygen-adding through the traditional method of intermittent water-inletting was improved with the hangthrough the wetland oxygen on the series of two vertical-nowing wetlands. The content of dissolved oxygen within the aerobic wetland remained inthe range of 3-4 mg/L by means of the technique of aerating oxygen. The effect of different recirculation ratios(0, 1: 1, 2: 1, 3: 1 or 5:1)onthe treatment of artificial construction wetland was studied. Result]The removal efficiency on COD, NH, N and TN in the vertical-flowing wet-land reached the grade A of sewage discharge standard among which, the different recirculation ratio greatly affected removal efficiency on TNand the best removal efficiency(82. 5%)on tn was at the recirculation ratio of 2: 1. However, the effect of the experimental installation on TPremoval was bad, thus, in order to improve the tP removal efficiency, the matrix material with stronger ability in absorption could be adopted inthe construction of wetland. Conclusion] The construction of vertical-flowing wetland had good application prospect in the wastewater treatmentKey words Artificial wetland Recirculation ratio; Aerating oxygen人工濕地處理系統源于對自然濕地的模擬,它利用自然池尺寸為05mx0.5mx1.0m,池內裝填礫石作為基質(zhì)。生態(tài)系統中植物基質(zhì)和微生物三者的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現水質(zhì)兩池上部由兩個(gè)出水口相連通。采用UPVC管在上行流的凈化作用。濕地系統由土壤和按一定級別充填的基質(zhì)或池底部和下行流池表面進(jìn)水管均勻進(jìn)水布水最終從下行流填料(如礫石等)組成并在床表面種植植物(如蘆葦等)而好氧濕地底部出水至清水池內。水流方向為上行流至下行構成一個(gè)獨特的動(dòng)植物生態(tài)系統。當水通過(guò)人工濕地處理流。在好氧人工濕地池底部增加曝氣管曝氣管用紗網(wǎng)包系統時(shí),通過(guò)過(guò)濾吸附沉淀離子交換植物吸收和徽生物裹防止堵塞曝氣量由氣體流量計控制使得池內溶解氧保分解等作用,使水質(zhì)得到凈化。與傳統的污水二級生化處持在維持好氧微生物正常代謝的范圍內。理工藝相比,人工濕地污水處理技術(shù)具有凈化效果好、去除12試驗用水供試水采用模擬廢水。進(jìn)水以葡萄糖氮磷能力強、工藝設備簡(jiǎn)單運行維護管理方便能耗低生NHC為主配制作為碳源和氮源并根據不同階段的需要態(tài)環(huán)境效益顯著(zhù)并美化環(huán)境可實(shí)現廢水的資源化等特調整進(jìn)水濃度同時(shí)加入適量蛋白胨K2HPO、CaCl2,并根據點(diǎn)2-)。因此該技術(shù)適用于居民小區農村生活污水和生微生物生長(cháng)需要添加幾種微量元素;為保證氨氧化菌和硝化產(chǎn)廢水,以及微污染水源水等的處理。菌的最佳生長(cháng)條件,投加適量 Nahco3,以保持pH在6.5~人工濕地污水處理系統是一種經(jīng)濟高效的污水生態(tài)處8.0。進(jìn)水水質(zhì)指標:COD200-40mg/L,NH1-N15-50理技術(shù)然而濕地污水處理技術(shù)在性能上有待發(fā)展與完善,m/L,T20-50mg/L,T48mgL尤其需要對其工藝參數進(jìn)行不斷改進(jìn)和系統優(yōu)化。筆者依1.3試驗方法進(jìn)水方式為連續進(jìn)水,水力負荷為02據美國第4代人工濕地工程設計及運行參數結合遼寧省環(huán)m/(m·d)。濕地后端加設儲水池,采用連續回流方式,從境科學(xué)研究院污染防治技術(shù)研究所人工濕地試驗室實(shí)際情低到高依次完成1:1、2:13:15:14種回流比,回流前采集況在滿(mǎn)足工藝要求的前提下搭建了人工濕地小試裝置,并的處理出水樣品即為0%回流比的運行結果。從回流比角度出發(fā)考察了不同回流比對復合人工強化濕地14水質(zhì)分析COD、NH3N、TNTP的測定參照《水和廢水處理效果的影響。監測分析方法》。1材料與方法2結果與分析11試驗裝置復合垂直流人工濕地系統由上行流厭氧缺21有機物的去除由圖1可知該系統對COD。去除效果氧池和下行流好氧池串聯(lián)而成,池壁由PVC塑料板制成單較好,去除率保持在80%以上。污水中的大分子有機物通過(guò)厭氧缺氧濕地的水解酸化作用得到大幅去除減輕了后續好基金項目國家科技支撐計劃項日(2010AC68B2);國家科技克撐計氧濕地的污染負荷而后在好氧濕地的好氧微生物作用下通作者簡(jiǎn)介薛宇(184-),男,遼寧鞍山人,勳理工程師,在讀碩士,從過(guò)吸附吸收及生物代謝分解去除。污水中充足的有機物為微事生活污水治理研究E,mil:davidxueyu@163.com?！ねㄉ锏拇罅可L(cháng)提供了條件,大量的微生物吸收污染物和耐沖訊作者,高級工程師,博士,從事污染生態(tài)修復研究,E-malxdlyl2005@126.com擊負荷能力強所以系統對生活污水有很高的去除率,去除效收稿日期201107-13果穩定。有研究表明,人工濕地系統內有機物的去除主要由微39喜30期薛宇等復合人工濕地處理生活污水的效果18617生物分解基質(zhì)的過(guò)濾截留作用及微生物的分解作用完成。濃度過(guò)高,會(huì )對反硝化菌產(chǎn)生抑制作用,脫氮速率反而變但不同回流比對有機物的去除幾乎沒(méi)有影響。慢”。因此試驗確定了最佳回流比為2:1--去除率 Reva-去除率 Remval rate不回流!回流比:回流比;四流巨不回流Y回流比回流比回流比5:1403烏窮4名f云」6立劉窮在有有運行天 Operating days i d適行天數 Operat ing days ld圖1不同回流比下COD的去除效果圖3不同回流比下TN的去除效果Fig 1 Removal eaidency of CODe with diierent recinFig 3 Removal efuldency of TN with diferent recirculation ratios24TP的去除由表1可知試驗裝置對磷的去除效果較22NH1N的去除人工濕地對NHN的去除途徑主要差。已有的研究表明,人工濕地對磷的去除主要是通過(guò)包括揮發(fā)、植物吸收、填料吸附以及微生物的硝化和反硝化基質(zhì)吸附、過(guò)濾、離子交換等作用。該研究主要考慮對氮的作用。其中微生物的硝化和反硝化作用是最主要的途徑可。去除沒(méi)有選用特殊除磷基質(zhì),只選用常用的礫石填料作為NH2N主要是在好氧條件下由自養型好氧微生物完成硝化濕地基質(zhì)進(jìn)而影響了磷的去除效果。作用轉化為硝態(tài)氮。也有部分NH】N在缺氧條件下,在某些表1不同回流比下系統各段TP平均濃度異養菌的作用下發(fā)生厭氧氨氧化反應。Table 1 TP average concentration in each section of the system on difygen deficiencyTP平均濃度 TP mean concentration∥mg/Lluent回流比-去除率 Remval rateReflux進(jìn)水缺氧出水不回減回流比回滴比:曰流比回流比10Influent Oxygen deficiency Effluent§6.115.741:120.62:15.034.762.9241,955.9303336394245483結論運行天數 Cperating days id(1)復合垂直流人工濕地對 COD,NH3NTN的去除效圖2不同回流比下NHN的去除效果果均可達到污水排放一級A的標準,其中不同回流比對TN的去除影響效果很大,當回流比達到2:1時(shí),去除效果最好,Fig. 2 Removal eaidency of NH,N with different recirculation去除率可達82.5%,濕地中的硝化或反硝化反應進(jìn)行得比較由圖2可知不回流時(shí)在缺氧條件下人工濕地對NHN完全。有部分的降解去除。從不回流到回流比設定為1:1、2:1、3:1(2)復合垂直流人工濕地對磷的去除效果較差。對于磷各個(gè)工況下,出水NH2N效果較好,均在5m/L以下。不同的去除有待進(jìn)一步研究,可從濕地基質(zhì)選材的角度考慮選回流比間NHN去除率的差異并不顯著(zhù)說(shuō)明回流比的大小取吸附能力較強的填料作為濕地基質(zhì)加強對污水中磷的去對NH1N去除率影響不大。但當回流比達到5:1時(shí),NH,N陳除效果的去除率有下降趨勢,主要是由于回流比過(guò)大導致水力負荷(3)目前對濕地回流的研究還不多見(jiàn),尤其在復合垂直加大,反而影響NH2-N的去除效果。流人工濕地中的研究甚少。試驗中CODa、NH2-N、T在不23TN的去除由圖3可知TN的去除效果隨著(zhù)回流比同回流比下的去除效果較好可為以后濕地對生活污水的處的增大而呈現出先升高后下降的趨勢。污水進(jìn)入復合垂直理提供一定的參數參考。流濕地從下到上再從上而下依次經(jīng)過(guò)厭氧、缺氧、好氧的階參考文獻段,在好氧條件下NH2N被轉化成NO3N再在缺氧環(huán)境下[]籍因東孫鐵珩李順人工濕地及其在工業(yè)廢水處理中的應用門(mén)應用生態(tài)學(xué)報00,13(2):204-28.反硝化脫氮將濕地分成兩級有利于脫氮。一般認為回流比2] emational Water Association. Constructed wetlands for pollution controlesses, design and operation[ M]. London IWA Publishing, 2000越大脫氮效率越高其實(shí)不然當回流比過(guò)高則不僅多耗[3]昊振試徐光來(lái)周培磁等復合垂直流人工濕地對不同氮污水的凈費動(dòng)力,還會(huì )因回流量增加,導致缺氧池中m(BOD3)/m化門(mén)]環(huán)境科學(xué)技術(shù),2004,27(S1):30-32(NO3N)值下降;同時(shí),回流量太大帶入缺氧池的溶解氧(下轉第18683頁(yè))39惠30期高志光等不同水平銅對育成水貂生長(cháng)發(fā)育的影響18683性通過(guò)添加銅能提高氮沉積率和生物學(xué)效價(jià)。 Braude等和[2]陳中剛林映才許梓榮高銅促生長(cháng)及利綜述[J]-獸藥與飼料添劑,200(6):33-35.Ins等研究表明飼糧添加適宜的銅提高了青年豬氮消化[3] KIISKINEN MAKELA. Committee on Animal Nutritio, tional Research率和沉積率"。該試驗結果表明,當銅添加量為210uncil Nutrient Requirement of Mink and Foxes[ M].Second Edition.249mg/kg時(shí),水貂的氮消化率、氮沉積率和生物學(xué)效價(jià)呈升Washinton, D. C: National Nutrient Academies Press, 1982: 15-31[4] MERTIN D Contents o some mineral elements in hair of silver foxes dur-高趨勢,說(shuō)明沒(méi)有達到高銅水平。這與 Braude等和 Kirching on togenesis Scientifur[ J]. Word Rev Anim Prod, 2001, 15(3): 183gessner等的研究結果是一致的;當銅添加量為249~314[5]AULERICH R J, RINGER R K, BLEAVINS M R, c al ERects of Supple-mg/kg時(shí),水貂的氮消化率氮沉積率和生物學(xué)效價(jià)呈下降趨mental Dietary Copper on Growth, Mink and the Acute Toxicity of Coppe勢,說(shuō)明已經(jīng)達到高銅水平,對水貂的胃蛋白酶產(chǎn)生了抑制to Mink Reproductive Performance and Kit Survival of Standard Duk[J]J Anim Sci,20255:33-3.作用進(jìn)而降低了氮消化率沉積率和生物學(xué)效價(jià)。該試驗[6] BRAUDE R. Copper as a stimulant in pigs fee[J]. World Rev Anim結果表明當銅添加量249mg/kg時(shí),氮消化率沉積率和生Prd,197,369-87]張麗英飼料分析及料質(zhì)量檢測技術(shù)M].北京:中國農業(yè)大學(xué)出版物學(xué)效價(jià)最高。冷向軍等研究表明添加適宜的銅能顯著(zhù)提高十二指腸8]趙麗高銅對錐鴨生長(cháng)的作用效果]中國家離x09(2):2-24內容物脂肪酶活性。該試驗結果表明,當銅添加量為210平的影響[門(mén)].動(dòng)學(xué)進(jìn)展2005,36(8)63-67249mg/kg時(shí),水貂的脂肪代謝率呈升高趨勢說(shuō)明沒(méi)有達[10J斯紅,李德發(fā),田福剛高和高對仔豬生長(cháng)性能免疫功能和抗報,199,到高銅水平。這與冷向軍等的研究結果是相一致的當銅添[]zouw, KORENGARY E T, ANLAR H. The role of feed consumption加量為249-314mkg時(shí),水貂的脂肪代謝率呈下降趨勢,and feed efficiency in copper stimulated growth[ J]. Anim Sci, 1994, 72: 23說(shuō)明已經(jīng)達到高銅水平,對水貂的脂肪酶產(chǎn)生了抑制作用,[1]劉國文周昌芳王哲等日糧銅對豬生長(cháng)性能及血清的影響[中進(jìn)而影響了水貂的脂肪代謝率。該試驗結果表明,當銅添加國鴨醫學(xué)報,2003(1):84-87量為249mg/kg時(shí)脂肪代謝率最高[13] MILES R D, O'KEEFE S F,, HENRY P R. The effect of dietarymention with copper sulfate or tribasic chloride copper chloride,on3.3不同銅水平對水貂銅消化率的影響許梓榮等研究表bioavailability, and dietary prooxi明斷奶仔豬對銅的消化率為10%-25%四。該試驗結果表【1 SMITH M S. Response of chicks to dietary supplements of明86~146d的水貂對銅的消化率為28.09%-46.09%,當[J]. British Poultry Science, 1969, 10:97-108銅添加量為249mg/kg時(shí)銅消化率最高;高于上述結果,可能15]周文卿李智藥理水平銅添加劑對肉仔雞的生長(cháng)效應[C團料斗營(yíng)養學(xué)術(shù)研討會(huì )論文集鄭州:[出版者不詳],1995:88是由于銅源不一致所造成的或者是由于動(dòng)物的種類(lèi)不同,[16張艷云孫龍生日糧中添加高劑量銅對肉仔雞生長(cháng)和肝糞銅濃度水貂可能對銅的消化率更高具體原因有待于進(jìn)一步研究。的影響[CJ/動(dòng)物營(yíng)養論文研究集北京:中國農業(yè)大學(xué)出版社199%6:133.86~146日齡水貂以蛋氨酸螯合銅為銅源,當基礎日糧m] BRAUDE R. Copper as a growth stimulant in p. In Cuprum proviso中銅添加量為249mg/kg時(shí),體增重最快,平均日增重最高為mp Copper Develop Ass, 1965: 55[18] LUCSS I A, LIVINGTONE R M, BOYNE A W. The early weaning of pigs(17.50±1.56)g/d,是高銅臨界點(diǎn)。當銅添加量為20~2498. Copper sulfate as a growth stimulant![打J№ grc Se,l‰,8:301.mgkg且低于249m/kg時(shí),可明顯促進(jìn)水貂的生長(cháng)發(fā)育;而[19] ZHOU W, KORNEGAY E T, LINDENMAN M D, al. Stimulation ofgrowth by intravenous in jection of copper in weanling pig[J].J Anim添加量為249~314m/kg且高于24mg/kg時(shí),可明顯抑制水貂的生長(cháng)發(fā)育。[20]冷向軍,王康寧高銅對早期斷奶仔豬消化酶活性營(yíng)養物質(zhì)消化率和腸道微生物的影響[刀]福研究,》01(4):28-29參考文獻[21]許梓榮周勃王敏奇等長(cháng)期飼畏高銅飼糧對豬生長(cháng)的影響及其機[」袁施彬陳代文蘇振剛生長(cháng)肥育豬日糧銅添加水平與生產(chǎn)性能動(dòng)態(tài)理探過(guò)[冂]浙江農業(yè)學(xué)報200,12(2)55-60關(guān)系的研究[門(mén)]四川農業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,23(1):85-8(上接第18617頁(yè))養菌脫氨氮作用門(mén)]微生物學(xué)通報0033(1)94-9[4】啤茁鳴曝氣膜生物反應器處理模擬生活污水研究D]·南京南京理[8]袁泉一體式膜生物反應器AO工藝處理己內酰胺廢水研究[D]上工大學(xué),2007[5]阮紅權楊海夷構造人工濕地技術(shù)及其應瓶J江蘇環(huán)塊科技04[9]趙世芬生物接觸氧化法對生活污水脫氮效果的試驗研究[D]太原17(3):35-376】宣亞紅,王小江白玉華等垂直流人工濕地在處理回用城市生活小[0]趙艷金輝人工溫地系統除磷研究動(dòng)態(tài)廣州環(huán)境科學(xué)6區污水中的應用J科技信息x008(2):52-54(2):1-4[7]沈動(dòng)琦范偉平吳晟旻等在無(wú)有機碳源和缺氧條件下自養菌和異