復合垂直流-水平流人工濕地系統(tǒng)處理二級生化尾水的實驗研究.pdf

1、我國污水處理廠二級尾水排放量大，且氮、磷濃度較高，對自凈能力有限或已受到污染的受納水體來說，排放的尾水中較高的氮、磷濃度仍會造成地表水污染和受納水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象。尤其在我國西北干旱半干旱地區(qū)，由于地域、氣候等區(qū)域性因素，大多數(shù)污水處理廠出水污染物濃度僅能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準，甚至超出該標準。另一方面，我國水資源呈現(xiàn)出總量多但人均占有量少、水環(huán)境污染嚴重和廢水排放逐年快速增長的現(xiàn)

2、狀，污水深度處理和尾水資源化利用成為降低受納水體的污染負荷和緩解水體的自凈壓力、推進城市化建設進程和解決城市缺水問題的首要選擇。人工濕地系統(tǒng)以其投資及運行成本低、運行維護方便、去除氮磷能力強等特點而被廣泛應用于各種水體治理，因此研究人工濕地系統(tǒng)對污水廠尾水的深度處理也具有重大意義。
　　針對西北地區(qū)某些城鎮(zhèn)污水處理廠的實際出水水質中有機物濃度低和氮、磷濃度相對較高的特點，本實驗以廢磚塊和頁巖陶粒為人工濕地的基質填料，并將西北地區(qū)常

3、見植物蘆葦和香蒲作為人工濕地的主要植物，在室外自然條件下構建復合垂直流-水平潛流人工濕地小試裝置，研究了系統(tǒng)在啟動階段、穩(wěn)定運行階段和植物收割后對二級生化尾水中有機物(COD、BOD5)、氨氮(NH4+-N)、總氮(TN)及總磷(TP)等污染物的去除效果。同時，為考察二級生化尾水中較高濃度的氮、磷對兩種濕地植物的影響程度，實驗于植物移栽初期及收割前期分別檢測人工濕地系統(tǒng)下行流池、上行流池和水平流池中兩種濕地植物的生長生理指標和光合參數(shù)，

4、分析了濕地植物蘆葦和香蒲在處理二級生化尾水前后的生理生長特性變化，最終得出了以下結論:
　　(1)在實驗的啟動階段，隨著移栽的蘆葦和香蒲的逐漸成活生長，植物根系輸氧能力增強，基質內好氧、兼氧、厭氧微生物數(shù)量逐漸增多，系統(tǒng)對COD、NH4+-N、TP的去除率由最初的52.94％、37.80％、53.51％分別上升至68.18％、76.61％、81.57％，此階段蘆葦和香蒲植株平均高度由移栽時的32cm、38cm增長到68cm、63c

5、m，復合垂直流濕地床（IVCW段）植物長勢好于水平流濕地床（HF段）。
　　(2)穩(wěn)定運行階段濕地系統(tǒng)對NH4+-N、TN和TP的去除效果隨著水力負荷增大而減小，而對COD、BOD5的凈化效果受水力負荷影響較小。在0.15m3/(m2·d)的低水力負荷下，進水NH4+-N、TN和TP濃度在8.40～14.81mg/L、11.02～18.97mg/L、0.81～1.53mg/L之間時，復合垂直流-水平流人工濕地系統(tǒng)出水COD、BOD

6、5和TP濃度分別低于《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)中的Ⅰ類、Ⅳ類、Ⅲ類水質標準限值，而出水NH4+-N、TN濃度雖未達到地表水環(huán)境質量標準，但已遠遠低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級A標準。
　　(3)穩(wěn)定運行階段復合垂直流-水平流人工濕地對COD、NH4+-N、TN和TP的去除負荷隨進水負荷的增加而呈線性增加趨勢，而且并未表現(xiàn)出減緩的趨勢，表明復合垂直流-水平流人工濕地在本實

7、驗范圍內還能承載更高的進水污染負荷以充分發(fā)揮其納污去污能力。
　　(4)在穩(wěn)定運行階段，復合垂直流-水平流人工濕地系統(tǒng)在0.15m3/(m2.d)、0.25m3/(m2.d)、0.35m3/(m2·d)三種水力負荷條件下沿程COD、NH4+-N、TN和TP濃度呈現(xiàn)出先迅速降低、后緩慢下降的趨勢，且濕地系統(tǒng)表層N、P的去除效率要高于中下層，尤其在復合垂直流濕地床下行流池進水端表層0～30cm范圍內污染物均有一個快速降解的過程。

8、>　　(5)不同植物對氮、磷等污染物的吸收富集能力存在一定差異，各濕地床植物吸氮量高于吸磷量，而且植物收割對氮的去除能力有明顯影響。因此，在實際應用中應根據(jù)耐污性強弱和氮磷吸收量的大小合理選擇和配置適宜于不同流程的濕地植物，同時還應選擇適當?shù)臅r機收割濕地植物以強化人工濕地的污染物凈化效果。
　　(6)整個實驗過程中，蘆葦和香蒲長勢良好，植物葉片中丙二醛(MDA)和游離脯氨酸(Pro)含量隨濕地床污染物濃度升高而不同程度的增加，說明

9、兩種植物具有一定的自我防御能力，可以很好的適應二級生化尾水中污染物的脅迫。另外，尾水處理前后兩種植物葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)隨復合垂直流-水平流人工濕地系統(tǒng)流程加長而增大，表觀葉肉導度(AMC)、氣孔限制百分率(Ls)則相反，這表明二級生化尾水中適量的有機物、氮素、磷素等可以為香蒲和蘆葦提供一定的營養(yǎng)物質而使得植株光合作用能力增強，進一步證明實驗選擇蘆葦和香蒲作為人工濕地植物處理尾水是合理可行的。