垂直潛流人工濕地技術(shù)在西北寒冷地區(qū)最佳運行條件的實驗研究.pdf

1、人工濕地技術(shù)是以一個完整生態(tài)系統(tǒng)的模式對污水進(jìn)行凈化處理的污水處理技術(shù)，是在國內(nèi)外都正在不斷得到研究應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的污水處理實用新技術(shù)。人工濕地系統(tǒng)內(nèi)的動植物以及微生物與周圍的環(huán)境形成了一個統(tǒng)一的整體，作為土地處理法的典型代表，它的一次性投資相對于其他污水處理技術(shù)而言比較低，濕地面積一般較大，所以對于污水的抗沖擊力也較強，濕地種植的植物增加了綠地面積，對于環(huán)境的美化有很好的效果，同樣，在系統(tǒng)運作過程中人為干預(yù)較少，操作比較簡單，維護(hù)和運

2、行費用也低廉。
　　傳統(tǒng)的人工濕地技術(shù)在我國南方地區(qū)尤其是長江沿岸較為多見，一是因為南方氣候較為溫暖，適合植被和微生物的生長；二是南方水資源豐沛，地表水和地下水資源量都比較豐富，適合人工濕地系統(tǒng)的應(yīng)用。在西北地區(qū)應(yīng)用傳統(tǒng)的人工濕地技術(shù)，受限制因素較多，所以我們采取垂直潛流人工濕地技術(shù)來進(jìn)行污水處理。與傳統(tǒng)人工濕地技術(shù)不同，垂直潛流人工濕地技術(shù)對濃度較高的污水處理的效果相對來說比較好，而且該系統(tǒng)縱深比較大，對西北地區(qū)寒冷氣候而言，它

3、的保溫效果也是最好的。因此，本課題選取垂直潛流人工濕地技術(shù)作為研究對象，結(jié)合西北寒冷地區(qū)地質(zhì)和氣候特點，以校區(qū)生活污水為廢水來源，采用垂直潛流人工濕地處理技術(shù)，重點研究了間歇并聯(lián)運行條件下每天不同的進(jìn)水次數(shù)對垂直流人工濕地處理效果的影響、間歇運行條件下串聯(lián)運行方式對垂直流人工濕地污染物去除效果的影響以及擬采用的人工濕地預(yù)處理系統(tǒng)厭氧生物濾池的單體實驗研究。研究結(jié)果表明：
　?。?）人工濕地系統(tǒng)在間歇進(jìn)水的運行條件下，確定進(jìn)水流量為

4、6m3/d，分別以人工濕地并聯(lián)運行的Ⅰ號池和Ⅱ號池作為對比實驗對象，Ⅰ號池種植蘆葦，Ⅱ號池種植虉草。通過自動化系統(tǒng)控制濕地每天進(jìn)水次數(shù)分別為1、2、3、4次，進(jìn)水流量分別為6 m3/次、3 m3/次、2 m3/次、1.5 m3/次時，研究兩池對COD、SS、NH4+-N、TN和TP各種污染物的去除效果。實驗結(jié)果表明，對于Ⅰ號池（種植蘆葦）來說，每天進(jìn)水2次，進(jìn)水流量為3 m3/次時，COD、NH4+-N和TN的去除效果最好；每天進(jìn)水3次

5、，進(jìn)水流量為2 m3/次時，S S和T P的去除效果最好。對于Ⅱ號池（種植虉草）來說，各種污染物的去除效果不盡相同，每天進(jìn)水1次，進(jìn)水流量為6 m3/次時，TP的去除效果最好；每天進(jìn)水2次，進(jìn)水流量為3 m3/次時，COD和SS的去除效果最佳；每天進(jìn)水3次，進(jìn)水流量為2 m3/次時，NH4+-N的去除效果最佳；每天進(jìn)水4次，進(jìn)水流量為1.5 m3/次時，TN的去除效果是最好的。在每天進(jìn)水2次，進(jìn)水流量為3m3/次條件下，Ⅰ號池SS和TP

6、的出水平均值分別為12.67mg/L和1.71mg/L，與每天進(jìn)水3次，進(jìn)水流量為2m3/次的出水SS和TP平均值10.17mg/L和1.4mg/L比較接近；同樣Ⅱ號池在每天進(jìn)水2次，進(jìn)水流量為3m3/次條件下，NH4+-N、TN和TP的平均去除率分別為69.04％、67.76%和71.26%，與其最佳運行條件下這三種污染物的去除率72.57%、70.76%和71.51%也總體較為接近。所以，對于人工濕地Ⅰ號池和Ⅱ號池，對于各種污染物的

7、去除率最佳運行工況都不盡相同，再綜合考慮各種污染物出水濃度以及去除率，最終選擇每天進(jìn)水2次，進(jìn)水流量3 m3/次為人工濕地間歇運行條件下最佳運行工況。
　?。?）人工濕地系統(tǒng)Ⅰ號池和Ⅱ號池由并聯(lián)運行改為串聯(lián)運行，同樣是在間歇進(jìn)水條件下，每6小時進(jìn)水一次，分別測定Ⅰ號池和Ⅱ號池進(jìn)出水污染物濃度以及各自對于污染物的去除效率和濕地系統(tǒng)總?cè)コ士梢钥闯觯诖?lián)運行條件下進(jìn)水流量為4m3/d運行工況下，COD、SS、NH4+-N和TP的去

8、除均能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)，TN的去除則只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)。而在串聯(lián)運行條件下進(jìn)水流量為8m3/d運行工況下，除了NH4+-N和TN只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，其他幾種污染物（COD、SS、TP）的去除能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)。
　　（3）為了進(jìn)一步提高人工濕地系統(tǒng)出水水質(zhì)，在原有人工濕地系統(tǒng)實驗研究基礎(chǔ)上，增

9、加了預(yù)處理系統(tǒng)的實驗研究。實驗采用了厭氧生物濾池作為人工濕地的預(yù)處理系統(tǒng)，厭氧生物濾池具有生物濃度高、微生物停留時間長、耐沖擊負(fù)荷；停止運行后，再啟動容易；無需污泥回流；運行管理簡便等優(yōu)點。適宜于處理污水量小、排放不均勻區(qū)域城鎮(zhèn)生活污水。本文考察了厭氧生物濾池在不同進(jìn)水流量（1.6m3/d、1.2m3/d、0.8m3/d）條件下DO、COD、SS、NH4+-N、TN、TP指標(biāo)的去除效果變化。該厭氧生物濾池對于SS和COD的去除效果比較理