人工湿地深度处理生活污水的机理研究

Ｔ ａ １ ９ ．２ ２ Ｐ ｈ ｄ ７ ． ％ ７ ． ％ ａ ｄ ６ ． ％ ．ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ Ｔ ｅ ｒａ ｔ ｎ ｒ ｔｓ ｏ ｏｌ ｔ ｎ ｅ ｖ ｌ ｎ ９ ７ ｅ ｐ ｃ ｉ ｌ． ｈ ｅ ｃｉ ａ ｅ ｆｐ ｌ ａ ｔ ｒ ｍｏ ａ ｖ ｏ ｕ
ｕ ｄｅ ｈ ｘ ｒｍｅ ｔ ｌｃ ｎ ｉｉｎ ｒ ｏ ｕ ｅ ｙ ｆｔｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｄ ｔ ｉ ｇ ｆ ｓ ｎ ｒｔ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｗｅ ｅ ｃ ｍｐ ｔｄ ｂ ｔｎ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ａ ａ ｕｓｎ ｒｔ ｉ ｉ
人工湿地处理 系统 ， 选取 了３种常见的水生植物 ： 香蒲、 浮萍和芦 苇作为主体植物进行废 水的深度 处理
研 究 ． 验 结果 表 明 ， 水 力 负荷 为 ０ｏ ３ｍ ｄ时 ， 类人 工 湿地 系统均 有 较 好 的 效 果 ． Ｂ Ｄ 试 在 ．４ｍ ／ ・ 三 对 Ｏ 的
平均去除率分别为 ８ ．％、２６ ３９ ８ ．％和７ ．％ ； Ｎ ７ １ 对 Ｈ 一Ｎ的去除率分别为 ８ ．％、１５ 、４２ ， Ｔ ０４ ８ ．％ ７ ．％ 对 Ｎ
果 、 合 当地环境 、 系 、 病虫 害能 力及景 观效 果 适 根 抗 等原 则 ， 过前 期静态 水培 试验 筛选 出 ３种 相对 条 通
件较好的水生植物 ： 香蒲 、 浮萍和芦苇 ， 并将 ３ 种植 物 分别 栽 种 于 表 面 流 人 工 湿 地 试 验 装 置 中 （ 、
、
１ ３ 监测 指标 及方 法 ．
本试验 主要 测定项 目包 括 Ｓ 、 Ｈ 一 Ｎ、 Ｎ、 Ｐ ＳＮ Ｔ ｒ ｒ
等． 按照《 水和废水监测分析方法》 第 ４版 ） （ 中提 供 的方 法进 行监 测．
２ 结 果 与分 析
２ １ 人工湿 地运行 效 果 ．
两点原因 ： 一是其 内部存在着大 量而丰富 的微生 物， 二是具有较长 的水力停留时间． 三种植物人工 湿 地对 Ｂ Ｄ Ｏ 的 净 化 都 呈 现 出 较 好 的 效 果 ， 对
（ ． ｉｎ ｍｒｎ ｅｔ ｎｔ ｔ ｉ ，ｉｉ １２ ６ Ｃ ｉａ １ Ｙｘ ｇＥ ｉ ｍ ｎａ ＭｏｉｒＳ ｔ ｎ Ｙｘ ｇ２４ ０ ，ｈｎ ； ｉ ｏ ｌ ｏ ａｏ ｎ ２ Ｓ ｈｏ ｏ ｎｉ ｎ ｅｔＴｉｇｕ ｎｖｒｉ ，ｅ ｉｇ１０ ８ ，ｈｎ ） ． ｃｏｌ ｆ ｖ ｏ ｍ ｎ，ｓ ｈａＵ ｉ ｓｙＢ ｉｎ ００ ４ Ｃ ｉ Ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｊ ａ
的去 除 率分 别 为 ３ ．％ 、０６ 和 ３ ．％ ； Ｔ ７ ０ ５ ．％ ６ ２ 对 Ｐ的 去 除率 分 别 为 ７ ．％ 、２ ２ 和 ６ ． ％ ： 用一 级 反 １９ ７ ．％ ９７ 采
应动力学方程对试验数据进行拟合 ， 得到 了该试验条件下污染物去除的反应速率常数．
关 键 词 ： 工 湿地 ； 活 污 水 ； 度 处 理 ；水 力 负荷 人 生 深 中 图分 类 号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２— ９６ ２ １ ）２— １２— ４ １７ ０ ４ （０ ２ ０ ０ ６ ０
看出， 随着温度的升高， 出水 Ｂ Ｄ 质量浓度逐渐 Ｏ 降低 ， ７ ８两 月处 理 效 果 最 好 ， 在 、 ３种植 物 人 工 湿
Ｂ Ｄ 的平均 去除 率分 别 为 ８ ． ％ 、２ ６ 和 ７ ． Ｏ ５ ３ ９ ８ ．％ ７ １ ；Ｏ 月平均 出水 质 量 浓 度如 图 １所 示 ， 以 ％ ＢＤ 可
２ １１ 水 力 负荷 的确 定 ．．
针对 进水 为二级 出水 的湿 地 系统而 言 ， 正常 在
的设计 条件 下 ， 不需 要 考 虑污 染 物 负 荷 的 上 限 ， 但 太 高 的水 力负 荷通 常 会 导 致处 理 系统 出 水效 果 变 差， 因此 ， 力 负荷 的上 限是 必须 考 虑 的 因素 ． ２ 水 表 列举 了不 同水 力负荷 条件 下 ， 工湿 地 系统 的去除 人
收 稿 日期 ：０ １ ９—１ ． ２ １ —０ ０
流人工湿地 已经被广泛应用于 河流 、 湖泊水质保 持、 面源 污染控 制 、 污染水 体修 复等 ． 受 随着我国农村经济社会的发展 ， 生活条件 日趋
改善 ， 生活污 水 的产 生量 日渐 加 大 ， 废水 中 Ｎ、 Ｐ含
基金项 目： 国家科技 支撑计划课题 （０ ８ Ａ０ Ｂ ３ ． ２０Ｂ Ｊ８ １） 作者简介 ： 谢卫平（ ９３一） 男， １７ ， 高级工程师 ， 研究方 向： 环境监测与管理
—
ｏ ｄ ｒ ｋ ｎ ｔｃ ｑｕ ｔｏ ｒ ｅ ｉ ｅｉｓ ｅ ａｉｎ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｏ ｓｒ ｃｅ ｔａ ｄ ；ｄｏ ｓｉ ｅ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｎ ｔ ｔ ｄ ｗｅｌ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｔ ｓ ｗａ ｅ；ａ ｖ ｎ ｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｙ ｒｕ ｉｌａ ｃ ｄ ａ ｃ ｄ ｔｅ ｔ ｎ ；ｈ ｄ ａ ｌｃ ｏ ｄ
在 表面 流人 工湿 地 系统 中 ， 有机 污染物 通过 沉
淀、 过滤、 吸附等作用截 留在湿地 中， 然后被微生物 降 解 去除 ． 反应 过程 中主要 氧源 来 自水 面复 氧和植
物 产 氧． 湿地 系统 中附 着生 长在植 物 表面 的微生物 对 ＢＤ Ｏ ５的 去 除 起 到 了 重 要 的 作 用 ‘． ｃｏ ３ Ｓｈｌ Ｊ ｚ等 人 指 出湿地 系统 拥 有强 大 的 去污 功 能 主 要基 于
不 ．
２． ６ ２． ７ ３ １ ．
６ ７ ９．
表 １ 进 水 水 质
项目
围 ｌ ０～２ ４
２ ２ Ｂ Ｄ 去 除效 果分 析 ． Ｏ
～
ｆ ｇ ： ｊ 坐 ： ：） ｇ： ： ２Ｉ ： ：２ 里 ： （ ｇ Ｉ ｇ
３～５ １ ２ ４～ ２ １ ２～３ ５ ．
第２ 卷 第２ ８ 期
２ １ 年 ４月 ０２
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｒ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｏ ｏ ｒ ａ ｂｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｍｍｅｃ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃｓ ｄｔ ｎ ｏ Ｈａ ｔ Ｃ ｒｅ（ ｔｒｌ ｉ ｅ ｉｏ ） Ｓ ｎ Ｅ ｉ
） ．
・
＿ — ＿ —
１
Ｉ ５ ３． １． ５ ４
８ ５ ．
７ ６ ．
３ ０ ７． ５ ６ ０． ３ ２ ６． ７１ ９ ．
７ ２ ２．
１２ 进水水 质 ．
１ ２ ５．
１
９． ７ ０． ３ ７ Ｏ． ５ ７ ０． ４ ９
实验用污水采取 自某北方农村生活污水处理 厂 的二级 生物 处理 后 的污水 ， 其水 质指标 如 表 １ 所
第 ２期
谢卫平 ， ： 等 人工湿地深度处理生活污水 的机理研究
量较 高 ， 排人 受纳 水体 后 会 导 致 富 营 养 问题 ］为 ２． 进 一步 去除 生活污 水 二 级 处理 后 水 中所 含 的 Ｎ、 Ｐ 等 元素 ， 本研 究以 人 工 湿地 处 理 系 统 ， 用 不 同 的 采 处理 植物 ， 探讨 三 类处理 系统 的净化 效 率和效 果 ． ２ １２ 综 合运 行效 果 ．． 本试 验期 为 ８个 月 ， 间气 温 在 ２ ３ 期 ０～ ５℃ 之 间 ． ３列 出了 水 力 负荷 为 ０ ０ ｍ ｄ 停 留 表 ．４ ｍ ／ ， 时 间为 ２ｄ时 ， 人 工湿 地 在 ７ ８月份 连续 运 行 ３种 、 后 的进 出水 平均 质量 浓度 ．
ｓ ｉ ｂ ｖ ． Ｉ ｗ ｓ ｆｕ ｄ ｏ ｔ ｔａ ｈ ｅ ｏ ｓ ｕ ｔｄ ｗｅｌｎ ｓ ｈ ｄ ｇ ｏ ｕ ｉ ｃ ｔ ｎ ｅｆ ｃ ． ａｄ ａ ｏ ｅ ｔ ａ ｏ ｎ ｕ ｈ ｔｔ ｒ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃｅ ｔ ｄ ａ ｏ ｄ ｐ ｒ ａｉ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｆ ｏ ｅ
表 ３ ３种 湿 地 系 统 进 出 水 平 均 质 量 浓 度
１ 试 验 装 置 与方 法
１ １ 试 验装置 ．
本试 验 装 置 为 表 面 流 人 工 湿 地 ， 深 为 ０ ５ 水 ． ｍ， 面积 为 ２ 植物 的种植密 度 为 ３ ５ｍ ， ０ ｍ．
选择处理植物时 ， 要考察其耐污能力 、 去污效
Ａｂｓｒ ｔ Ｔ ｆ ｕ ｎ ｒ ｍ ｅ ｏ ｄ ｂ ｏｏ ｉ ａ ｓｅ ｔｒ ｔｅ ｔ ｎ ｌｎ ｓ ｈａ ｏ ｅ ｐ ｌｕ— ｔ ａｃ ： ｈｅ ｅｆ ｅ ｔ ｆｏ ｓ ｃ ｎ ｉｌ ｇｃ ｌｗａ ｔｗａｅ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｐ ａ ｔ ｓ ｓ ｍ ｏｌ ｌ
ｔｎ ，ｅ ｐｅ ｉｌ ｂ ｕ ｆＮ， ｏ ｔｍｉ ａ ｔ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｓ ｌｃｅ ｈ ｅ ｕ ｆ ｃ ｏ ｃ ｎ ｔｕｃ ａ ｔ ｓ ｃａ ｌ ａ ｏ ｔｏ Ｐ ｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｓ ｙ ｉ ａ ｅ ｅｅ ｔｄ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｆ ｗ ｏ ｓｒ — ｌ ｔｄ ｗｅｌ ｎ ｙ ｔｍｓｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔｐ ａ ｔ ｅ ｔａ ｄ ｓ ｓｅ ｔ ｄｆ ｒ ｎ ｌｎ ｓ：ｃ ｔａ１ ｕｃ ｗｅ ｄ ａ ｄ ｒ ｅ ｏｒ ｆｎ ｈ ｓｅ ｔ ｒ ｈ ｆ ａｔｉ ，ｄ ｋ ｅ ｎ ｅ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｅｗａ ｔｗａｅ ｉ
人 工湿地作 为一 种生 态型污 水处理技 术 ， 具有
便 、 行稳 定 、 态景 观效 果 好 等特 点 ． 运 生 因此 ， 表面
投资运 行 费 用低 、 理 效 果 好 、 行 稳 定 等 优 处 运 点 ¨ ． 湿地 结构 形式 可 分 为 表面 流 人 工湿 地 、 按 潜
流 人工 湿地和 垂 直流 人 工 湿地 等 ． 比 之 下 ， 相 表面 流 人工 湿地具 有结 构形式 接近 于天然 湿地 ， 管理方
Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｔ ｙ ａ ｕ ｄ ａ ｅ ｒ ａ ｍ ｅ ｆ ｃ ａ ｉｍ ｓｕｄ ｂｏ ｔａ ｖ ｎｃ ｄ ｔ ｅ ｔ ｎｔｏ ｄ ｍｅ ｔｃ ｓ ｗａ ｅ ｂ ｏ ｔｕｃ ｅ ｔａ ｓ ｏ ｓｉ ｅ ｇ ｙ ｃ ｎｓｒ ｔ ｄ ｗｅ ｌ ｎｄ
ＸＩ Ｗ ｅ — ｉ ｇ Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｅ ｉｐ ｎ ， Ｘｉ
Ｗ ｈ ｎ ｈｙ ｒ ｕ ｉｌ ａ ｓ ｏ ｈ ｓ ｙ ｔｍ ｒ ０ ／ ｅ ｄ ａ ｌｃｏ ｄ ｆｔ ｅ ｅ ｓ ｓｅ ｗｅ ｅ ０． ４ ｍ。 ｍ ｄ
，
ｔ ｅ ｏ ａ ａｅ ｏ ｈｅ ｒ ｍ ｖ ｌｒ ｔ ｆ ＢＯＤ５ｗａ ｓ
８ ９％ ， ２． ３． ８ ６％ ａ ｄ ７ ｎ ７．１ ，ｒｓ ｅ ｔｖ ｌ ．Ｗ ｈ ｌ ｈ ％ ｅ ｐ ｃｉ ｅｙ ｉｅ ｔ ｅ ＮＨ３ Ｎ ａ ｈ ｅ ｖ ｌｒｔ ｆ８ 一 ｈ ｄ ｔ ｅ ｒ ｍｏ ａ ａｅ ｏ ０． ４％ ， ． ８１ ５％ ａ ｄ ７ ２％ ，ｈ ｎ ４． ｔ ｅ ＴＮ ａ ｈ ｅ ｖ ｌｒ ｔ ｆ３ ０ ， ０． ｈ ｄ ｔ ｅ ｒ ｍｏ ａ ａｅ ｏ ７． ％ ５ ６％ ａ ｄ ３ ２％ ，ｈ ｎ ６． ｔｅ
ｖ１８ 。 。２ Ｎ． ． ２
Ａ ｒ ０２ ｐ ２１ ．
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人 工 湿 地 深 度 处 理 生 活 污 水 的机 理 研 究
谢 卫 平 王 欣 ，
（ ．宜兴环境监测站 ， １ 江苏 宜兴 ２ ４０ ；．清华大学 环境学 院 ， １２ ６２ 北京 １０ ８ ） ０ ０ ４
摘 要： 生活 污 水 经过 二 级 处理后 的废 水 中仍含 有 相 当数 量 污 染物 ， 尤其 是 Ｎ Ｐ含 量较 高． 用 表 面 流 、 采