物化处理湿地系统对COD指标的影响

［ 要］ 结合物 化预 处理 试验 和人 工湿地试 验 ， 出用 物化 预 处理 人 工 湿地 系统 来 解 决水 质 摘 提 Ｃ Ｄ指 标 高 的方案 。 实验 表 明 ， 用 物化 预 处理人 工 湿地 系统 处理 河道 水使 其 达 到地 表 水 Ⅳ Ｏ 采
类标 准是 可行 的 ， 化预 处理 人 工湿地 系统 为 改善 水环 境 和 寻找 补 充 水 源的设 想 ， 物 提供 了确 实
人工湿地及水 平潜 流人 工湿 地两 种湿 地类 型 ， 理规 处
模５ ０—１０ｍ ／ ， 艺 流 程 见 图 １ ０ ｄ工 。
的吸 附、 吸收及 生 物 降解过 程被 去 除 。本 文结 合 实验
将 物 化 预 处 理 人 工 湿 地 技 术 应 用 于 河 道 水 治 理 中 ， 出 提
由于人为不合理利 用和 自然 的原 因导致 湿地 退化现 象严重 … ， 而使得 蓟运河水污染 严重 ， 进 主要 以有机 污染
了适合淡水 资源极 度匮乏 的沿海城 市水资 源可持续利 用
的样 板模 式 ｊ并实现处理后 出水 水质 主要指标 达到 《 ， 地 表水 环境 质量 标准》Ｖ类水体标准 的 目标 。 Ｉ
可 靠 的 理 论 和 实 际依 据
［ 关键词］ 人 工 湿 地 ； 环 境 ； Ｄ； 化 预 处 理 水 ＣＯ 物
［ 中图分类号］ Ｘ ７ ３ ［ 文献标识 码］ Ａ ［ 文章 编号 ］ １０ ７ ７ （０ ２ ０ ０ １ ０ ０ ６— １５ ２ １ ）６— ０ ｌ一 ３
０ 引 言
，
的增厚， ７月人Ｔ湿地的处理负荷为０ １ （Ｉ ｄ ，Ｏ ３ ３ 垂直流 生态人 工湿地 系统对 Ｃ Ｄ的处理效 果 ． ｍ／ Ｉ Ｔ ）Ｃ Ｄ ・ ． Ｏ
调整了加药量及处理 负荷 ， 加药量为５ ｇ Ｌ 处 理负荷达 ０ｍ ／ ，
３１ ８ 】 ４ １ Ｈ ４ ７ ］ ５ １ ５ ２ Ｈ 月 ｌ 日 ６］ ６日 ７ 】 ¨ ７ ２ ８ １ ］ ８ ２ Ｊ２ ｜ 月 ２ 月２ ［ 月 ２ 月 ７ ６ １ Ｊ２ 月 ｌ 月 ６Ｈ 月 Ｏ１ 月 ５Ｈ ＨＩ ，司 Ｊ
３ ４ 两种湿 地 系统对 Ｃ Ｄ去 除率 的对 比 ． Ｏ
水平 流与垂 直流生态人工湿地系统对 Ｃ Ｄ的处理效 Ｏ
果 比较 分 析 ， 图 ４ 见 。
图 ３ Ｃ Ｄ去 除 随 时 间 的变 化 规 律 Ｏ
刘
峰， ： 等 物化处 理 湿地 系统对 Ｃ Ｄ指标 的影 响 Ｏ
准， 即低于３ ｇ Ｌ ０ｍ ／ 。
第 ６期
由图 ３中可 以看 出 ， 与水平 潜流湿 地情 况相 同 ， 为人 ４月
工 湿 地 的启 动 期 ， ６月垂 直 流 人 工 湿 地 对 Ｃ Ｄ 才 有 明 到 Ｏ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．， ０ ２
物 化 处 理 湿 地 系 统 对 Ｃ０Ｄ 指 标 的 影 响
刘 峰 杨雅 军 李建新 ， ，
（ ．天 津 市 滨 海 水 业 集 团股 份 有 限公 司 ， 津 １ 天 ３０ ８ ；２ ０ ３ １ ．天津 市 水 务 局 人 才 交 流 服 务 中心 ， 津 天 ３０ ７ ） ０ ０４
３ ２ 水平流生态人工湿地 系统对 Ｃ Ｄ的处理效 果 ． Ｏ
经 水 平 流 生 态 人 工 湿 地 试 验 ， 得 水 平 流 生 态 系 统 测 Ｃ Ｄ 的处 理 效 果 见 图 ２ Ｏ 。
图 ２ Ｃ Ｄ去 除 随 时 间 的 变 化 规 律 Ｏ
由图 ２中可以看 出 ， ４月为人工湿地 的启 动期 ， 植物生
的净化效率达到最大 。
３ 人 工湿地对 水质 Ｃ Ｄ指标 的影响 Ｏ
３ １ 人 工湿 地 系统构 造 ．
人 工 湿 地 的 构 造 包 括 水 平 潜 流 湿 地 和 垂 直 潜 流 湿
地 。实验 的床 体用 砖和 水泥 砂浆 砌 成 ， 床底 用 三七 灰 土 夯实打底 ， 用高标号 的水泥抹 面作为防渗处理 。
不 溶 性 的 有 机 物 主 要 是 通 过 湿 地 的 沉 淀 、 滤 作 用 而 被 过 截 留在湿 地 中 ， 溶性 的有 机物则 通过 植物 根系 生物膜 可
１ 物化 预 处 理人 工 湿 地 系统 简介
１ １ 物 化预 处理 人工 湿地 系统 工艺 流程 ．
本 实 验采 用 “ 化 预 处 理 ＋人 工 湿 地 ” 艺 处 理 系 物 工 统 ， 据 蓟 运 河 水 质 情 况 ， 工 湿 地 处 理 系 统 选 用 垂 直 流 根 人
第 １ 卷第 ６期 ｝ ｛ ２１ ０ ２年 ６月
水 利 科 技 与 经 济
Ｗ ａｅ ｎ ｅ ｖ ｎｃ ｃｅ ｃ ｎｄ Ｔ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｃ ｎ ｍ ｙ ｔ ｒＣｏ ｓ ｒ ａ ｙ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｏ ｏ
Ｖｏ．１ Ｎｏ ６ １ ８ ．
第 ｌ ８卷第 ６期
２１ ０ ２年 ６月
水利 科 技 与 经 济
Ｗ ａｅ ｎｓ ｒ ａ ｙ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｃ ｎｏ ｔｒＣｏ ｅ ｖ ｎｃ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ｍｙ
Ｖ０ ．１ Ｎｏ ６ １ ８ ．
Ｊｎ ２ １ ｕ ．， ０ ２
堵 塞 的可 能性 。
内采 用 上 进 水 下 出 水 或 下 进 水 上 出水 方 式 来 尽 量 减 少 死 水 区 的存 在 。
２ 物 化 预 处 理 对 水 质 Ｃ Ｄ 指 标 的 Ｏ
影 响
２ １ 蓟运 河现 状水质 ．
根 据 蓟 运 河 的 现 状 水 质 检 测 ， 运 河 河 水 现 状 水 质 蓟
计提供可靠 的参 考依据 。
由表 ３可知 ， ５ 浓 度 的 Ｐ Ｃ溶 液５ ｇ Ｌ 对 Ｃ Ｄ 加 ％ Ａ ０ｍ ／ ， Ｏ
２ ３ 填料 的选 择对 水 质 Ｃ Ｄ指标 的 影响 ． Ｏ
物 化预处理试 验 在实 验 室 中进 行 ， 经 济 角度 考 虑 从 可 广泛采用 的砂子 、 石 、 炉渣 、 砾 高 钢渣及 煤 灰 渣 中选 取
适 合 蓟 运 河 水 质 的填 料 。 试 验 结 果 见 表 ２ 。
表 ２ 不 同基 质 进 出水 的 Ｃ Ｄ Ｏ ／ ｍｇ・ Ｌ
原 水 煤 灰 渣 平均值 高炉 渣 钢 渣 砾 石 砂子
Ｃ０Ｄ ４ ０～１ ２ ８～６ ３ ～８１ ３ Ｏ ２ ９ ６ ４—７ ３ ～８ ２ ～６ ｌ Ｏ １ ３ ０
流墙 ， 将湿地床 内空 间分 隔成 ｓ形 的水 流廊 道 ， 外形 尺寸
为 ： １ ．２ｍ， １ ．２ｍ， １４ｍ， 水 流 方 向 低 坡 为 长 ５７ 宽 ６ ７ 高 ． 沿
１％ 。
２ ４ 加 药量 的选 择对 水 质 Ｃ Ｄ指标 的影 响 ． Ｏ
采 用蓟 运 河 河 水 为 处 理 水 ， 制 ５ 浓 度 的 Ｐ Ｃ溶 配 ％ Ａ 液 ， 别 加 入 装 有 １Ｌ 理 水 的 ５只 烧 杯 里 ， Ｐ Ｃ 在 处 分 处 使 Ａ
垂 直潜 流 湿 地 分 ３个 系 列 ， 一 湿 地 床 内设 置 有 竖 向 每 导 流 墙 ， 流 以上 向 流 或 下 向 流 的 流 态 穿 过 湿 地 床 。 外 水 形 尺 寸 为 ： ｌ．８ｍ， ｌ．２ｍ， １４ｍ， 长 ８ ０ 宽 ５ ２ 高 ． 沿水 流 方 向 低
坡为 １ 。 ％
２ ２ 物化 预处 理试 验 ．
选定有代表性 的水 样进 行物 化 预处理 试验 ， 通过 考
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ ０ ２— １—１ １ ［ 作者 简介 ］ 刘 峰 （ ９ ０一） 男 ， 北唐 山人 ， 理工 程师 ； １８ ， 河 助 杨雅 军 （ ９２一） 男 ， １８ ， 河北 唐 山人 ， 理工 程师 ； 助 李建 新 （９ ３一） 男 ， 北 三 河 人 ， 理 工程 师 ． １８ ， 河 助
到０２ （ ・ ） 使得进入人工 湿地的 Ｃ Ｄ维持在 ４ ．３ｍ ／ ｍ ｄ ， Ｏ ０
～ ｍ ／ 则 可 以 看 出 出水 Ｃ Ｄ 稳 定 在 ３ ｇ Ｌ 下 ， 印 ｇＬ， Ｏ ０ｍ ／ 以 可 以达 到地 表 水 Ⅳ类 的 出水 标 准 。 经垂直流生态 人 工湿 地试 验 测 得垂 直 流生 态 系统 Ｃ Ｄ 的处 理 效 果 见 图 ３ Ｏ 。
排 水
图 １ 工 艺 流 程 方 框 图
１ ２ 设 计 思路 ．
针对 目前 人工湿地存 在 占地 面积大 、 处理 效率 低 、 容 易堵塞 、 往往需要间歇运 行等 问题 ， 在现有 潜流湿 地 的基 础上 ， 根据相关资料 ， 设计试 图通 过在池体 内部 增加导 本 流墙 来增 加湿 地床 的利用 率 ， 高人工 湿地 的污 水处理 提 效率 ， 而减少 占地面积 和缩短 水力停 留时 间 ， 从 同时减少
长 不 成 熟 ， 地 对 Ｃ Ｄ 的 去 除 效 果 不 稳 定 ， 过 一 个 半 月 湿 Ｏ 经 的成 活 期 及 生 长期 ， 物生 长 日渐 成 熟 ， 料 表 面 的 生 物膜 植 填 的 去 除 率稳 定 在 ４ ％ 左 右 。但 因蓟 运 河 河 水 的 Ｃ Ｄ变 化 ０ Ｏ 较 大 ， 以出 水 效 果会 随着 原 水 的变 化 而 变 化 ， 以 ８月份 所 所
理水 中的浓 度分别为 ：２ ８ 、０、０和５ｍ ／ 搅拌 混合 １０、０ ４ ２ ｇ Ｌ， 均匀 ， 反应１ ｉ时间后 ， ０ｒ ｎ ａ 观察药 剂形 成絮 体矾 花 的大小
及 密 实 度 ， 浮 ， 别 测 定 出水 中 的 Ｃ Ｄ指 标 值 ， 气 分 Ｏ 见表 ３ 。 表 ３ 不 同加 药 量 下 Ｃ Ｄ去 除 率 ／ ｇ・ Ｏ ｍ Ｌ
表 １ 蓟 运 河现 状水 质
／ ｍｇ・ Ｌ
盛垡
Ｃ Ｄ指 标 Ｏ
塑堕 堡堡
５ ． ２ ． １ ３ １ ． ２ ． ４ ．８ ３ ０４ ８２ １ ４ １ ４ ２ ５９ ０
效率 ； ②采用垂直折流和水 平侧 向流 ， 达 到增 加水 流 来
的曲折性 及水 流与 填料 充分接 触 的 目的 ， 同时湿 地床槽
水 平 潜 流湿 地 分 ３个 系 列 ， 内设 置 有平 行 交 错 的 导 床
７ ． ｌ ４ ．４ ５ ７ ２ ８ ３ ７７ ５ ．９ ４ ． ６ １６ ６ ５ ６ ５ ． ８ ５ ．０ ５ ４ ６ ２ ９ ６
由表 ２可 知 ， 料 的 净 化 效 率 高 低 顺 序 为 ： 子 ＞煤 填 砂 灰 渣 ＞ 渣 ＞砾 石 ＞高 炉 渣 ， 选 用 沙 子 作 为 填 料 。 钢 故
为主 ， 主要污染 因子 Ｃ Ｄ， Ｏ 大大超 过《 面水 环境 质 量标 地
准》 Ｇ ３３ ８ ） （ Ｂ ８ ８— ８ Ｖ类标准 。污水治理 ， 不仅需要巨大 的 投资 ， 较长 的 时问 Ｊ 且需 。人 工湿 地 中污水 的有 机物 按 溶解 性可 分为 可溶性 有机 物和不 可溶 性有 机物 ， 地 中 湿
察 Ｃ Ｄ主 要 指 标 ， 化 试 验 条 件 ， 找 出针 对 于蓟 运 河 水 Ｏ 优 即 质 的 最 佳 加 药 量 和 最 佳 填 料 ， 人 工 湿 地 系 统 试 验 的 设 为
注： 结果 “××Ｌ” 示 低 于 该 方 法 检 出 限 ， 中 “× ×” 示 表 其 表 该 项 目的方 法检 出 限 。
见 表 １ 。
另外 ， 针对湿Βιβλιοθήκη Baidu 内部溶 解 氧低 的 缺点 ， 设计 采 用 ： 本
①在 湿地 前加气 浮预 处理 工艺 ， 不但 可 以有效 地 降低悬
浮 物及藻 类 等对湿 地造 成堵 塞的影 响 ， 还可 以为 湿地 内 部提 供 大量 的溶解 氧 ， 提高 湿地对 有机 物及 氨氮 的处理