复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究王全金

湖北农业科学2010年收稿日期院圆园员园原园员原圆苑基金项目院江西省自然科学基金项目渊圆园园苑郧在悦园愿源猿冤曰华东交通大学校立科研基金项目渊园苑栽酝园源冤曰江西省道路与铁道工程重点实验室资助项目作者简介院王全金渊员怨缘远原冤袁女袁河南获嘉人袁教授袁从事水环境污染治理研究袁渊电话冤员猿怨苑园园缘苑员圆园渊电子信箱冤员员源缘猿员源源苑愿岳择择援糟燥皂遥第49卷第6期圆园10年6月湖北农业科学匀ubei粤gricultural杂ciences灾燥造援49No.6Jun援袁圆园10随着城市化进程的加剧袁我国的水体污染越来越严重袁其中水体富营养化越来越引起人们的注意遥据调查袁全球范围内猿园豫耀源园豫的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响遥我国湖泊富营养化从圆园世纪愿园年代后期的源员豫到圆园世纪怨园年代已经上升到苑苑豫袁水库富营养化的数量和库容也分别达到调查数量的猿园援愿豫和员员援圆豫咱员暂遥导致水体富营养化的主要原因就是水体中氮尧磷含量超标遥因此袁污水除磷对于控制水体富营养化具有重要意义咱圆袁猿暂遥水力负荷与人工湿地的净化效率有着重要的关系袁水力负荷过大会导致湿地的净化效率变低袁而水力负荷过小则未能充分发挥湿地系统的净化复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究王全金员袁李丽员袁李忠卫员袁圆渊员援华东交通大学土木建筑工程学院袁南昌猿猿园园员猿曰圆援中国瑞林工程技术有限公司袁南昌猿猿园园园圆冤摘要院利用复合垂直流人工湿地处理低浓度典型生活污水袁研究了运行方式和水力负荷对氮尧磷的净化效果遥结果表明袁周期远澡渊进水猿澡间歇猿澡冤对氮尧磷的净化效率昀高袁美人蕉湿地床的晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕出水水质分别为猿援缘员尧远援园园尧园援圆远皂早辕蕴袁去除率分别达到苑猿援缘园豫尧苑园援缘源豫尧怨圆援缘园豫曰风车草湿地床晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕的出水水质为源援怨员尧远援怨远尧园援猿猿皂早辕蕴袁去除率分别达到缘愿援员园豫尧远缘援愿源豫尧怨员援远园豫遥各指标均能达到叶城镇污水处理厂污染物排放标准渊郧月员愿怨员愿原圆园园圆冤曳一级粤标准遥对水力负荷的进一步研究结果表明袁水力负荷从高降低至363皂皂辕凿时袁美人蕉湿地床出水晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕分别为缘援愿远尧愿援圆源尧园援远员皂早辕蕴袁风车草出水晕匀猿原晕尧TN尧栽孕分别为缘援源远尧怨援圆圆尧园援远怨皂早辕蕴袁两湿地床的晕匀猿原晕尧栽晕均低于一级粤标准袁出水栽孕低于一级月标准曰进一步降低水力负荷至员愿员皂皂辕凿时袁出水的氮尧磷指标均达到一级粤标准遥关键词院复合垂直流人工湿地曰净化氮磷曰运行方式曰水力负荷中图分类号院载苑园猿援员文献标识码院粤文章编号院0439原愿114渊圆园10冤06原1326-04砸藻泽藻葬则糟澡燥灶孕澡燥泽责澡燥则怎泽葬灶凿晕蚤贼则燥早藻灶砸藻皂燥增葬造枣则燥皂杂藻憎葬早藻遭赠陨灶贼藻早则葬贼藻凿灾藻则贼蚤糟葬造云造燥憎悦燥灶泽贼则怎糟贼藻凿宰藻贼造葬灶凿泽宰粤晕郧匝怎葬灶原躁蚤灶员袁蕴陨蕴蚤员袁蕴陨在澡燥灶早原憎藻蚤员袁圆渊员援杂糟澡燥燥造燥枣悦蚤增蚤造耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早袁耘葬泽贼悦澡蚤灶葬栽则葬枣枣蚤糟哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁晕葬灶糟澡葬灶早猿猿园园员猿袁悦澡蚤灶葬曰圆援悦澡蚤灶葬晕藻则蚤灶耘灶早蚤灶藻藻则蚤灶早悦燥援袁蕴贼凿援袁晕葬灶糟澡葬灶早猿猿园园园圆袁悦澡蚤灶葬冤粤遭泽贼则葬糟贼院栽燥责则燥糟藻泽泽造燥憎糟燥灶糟藻灶贼则葬贼蚤燥灶泽藻憎葬早藻遭赠蚤灶贼藻早则葬贼藻凿增藻则贼蚤糟葬造枣造燥憎糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿泽袁则怎灶灶蚤灶早糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶葬灶凿澡赠鄄凿则葬怎造蚤糟造燥葬凿蚤灶早憎藻则藻泽贼怎凿蚤藻凿燥灶责澡燥泽责澡燥则怎泽葬灶凿灶蚤贼则燥早藻灶r藻皂燥增葬造援砸藻泽怎造贼泽蚤灶凿蚤糟葬贼藻凿贼澡葬贼葬泽泽蚤曾澡燥怎则泽糟赠糟造藻贼澡则藻藻澡燥怎则泽蚤灶枣造怎鄄藻灶贼time葬灶凿贼澡则藻藻澡燥怎则泽蚤灶贼藻则增葬造贼蚤皂藻袁藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠燥枣责澡燥泽责澡燥则怎泽葬灶凿灶蚤贼则燥早藻灶则藻皂燥增葬造憎葬泽贼澡藻澡蚤早澡藻泽贼援耘枣枣造怎藻灶贼燥枣晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕蚤灶悦葬灶灶葬糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿泽憎葬泽猿援缘员皂早辕蕴袁远援园园皂早辕蕴袁园援圆远皂早辕蕴葬灶凿则藻皂燥增葬造藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠憎葬泽苑猿援缘园豫袁苑园援缘源豫袁怨圆援缘园豫则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援耘枣枣造怎藻灶贼燥枣晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕蚤灶悦赠责藻则怎泽糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿泽憎葬泽源援怨员皂早辕蕴袁远援怨远皂早辕蕴袁园援猿猿皂早辕蕴葬灶凿则藻皂燥增葬造藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠憎葬泽缘愿援员园豫袁远缘援愿源豫袁怨员援远园豫则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援耘枣枣造怎藻灶贼择怎葬造蚤贼赠燥枣晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕皂e贼贼澡藻枣蚤则泽贼糟造葬泽泽粤糟则蚤贼藻则蚤葬泽责藻糟蚤枣蚤藻凿蚤灶郧月员愿怨员愿原圆园园圆援砸藻泽怎造贼泽燥灶澡赠凿则葬怎造蚤糟造燥葬凿蚤灶早蚤灶凿蚤糟葬贼藻凿憎澡藻灶澡赠凿则葬怎造蚤糟造燥葬凿蚤灶早凿藻糟则藻葬泽藻凿枣则燥皂澡蚤早澡贼燥猿远3皂皂辕凿援耘枣枣造怎藻灶贼燥枣晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕蚤灶悦葬灶灶葬糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿泽憎葬泽缘援愿远皂早辕蕴袁愿援圆源皂早辕蕴袁园援远员皂早辕蕴葬灶凿藻枣枣造怎藻灶贼燥枣晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕蚤灶悦赠责藻则怎泽糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿泽憎葬泽缘援源远皂早辕蕴袁怨援圆圆皂早辕蕴袁园援远怨皂早辕蕴则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠袁晕匀猿原晕袁栽晕泽责藻糟蚤枣蚤藻凿蚤灶郧月员愿怨员愿原圆园园圆袁栽孕藻枣枣造怎藻灶贼憎葬泽泽怎责藻则蚤燥则贼燥月糟则蚤贼藻则蚤葬援宰澡藻灶澡赠凿则葬怎造蚤糟造燥葬凿蚤灶早凿藻糟则藻葬泽藻凿贼燥员愿员皂皂辕凿袁晕匀猿原晕袁栽晕袁栽孕藻枣枣造怎藻灶贼憎葬泽泽怎责藻则蚤燥则贼燥粤糟则蚤贼藻则蚤葬援运藻赠憎燥则凿泽院蚤灶贼藻早则葬贼藻凿增藻则贼蚤糟葬造枣造燥憎糟燥灶泽贼则怎糟贼藻凿憎藻贼造葬灶凿曰责澡燥泽责澡燥则怎泽葬灶凿灶蚤贼则燥早藻灶则藻皂燥增葬造曰则怎灶灶蚤灶早糟燥灶凿蚤贼蚤燥灶曰澡赠凿则葬怎造蚤糟造燥葬凿蚤灶早DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2010.06.004第6期停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式图员复合垂直流人工湿地构造示意图能力遥根据已有试验袁垂直流人工湿地的昀大水力负荷可以达到圆园园园皂皂辕凿袁但是为了长期安全运行起见袁建议水力负荷不超过员园园园皂皂辕凿袁相关文献推荐的取值范围为愿园耀远圆园皂皂辕凿咱源暂遥员材料与方法员援员材料试验在华东交通大学人工湿地试验基地进行遥试验系统采用复合垂直流人工湿地袁构造如图员所示遥人工湿地床体结构全部由员园皂皂厚哉孕灾悦板建成袁以防止污水下渗而污染地下水遥系统由两组并联床体组成袁整体尺寸为圆援园皂伊员援愿皂伊员援园皂袁每个床体的上下行池的表面积均为园援怨皂伊园援怨皂袁出水渠宽园援圆皂遥每个处理单元的长宽比为圆颐员袁符合垂直流人工湿地的建设要求遥系统进水采用阅晕圆园皂皂穿孔管布水袁出水采用侧孔出水袁每个单元床的侧孔数为圆园遥为使下行池的水顺利流入上行池袁复合垂直流湿地床系统设计了园援缘豫坡度遥试验床体表面为缘园皂皂厚的掺有石灰石的本地土壤袁下部为远耀员园皂皂的砾石层遥两组湿地床种植植物分别为美人蕉和风车草袁种植密度为缘株辕皂2遥试验用水采用人工配水袁由葡萄糖尧磷酸二氢钾尧碳酸氢钠和尿素等主要物质配成袁进水水质选取低浓度的典型生活污水水质袁进水水质见表员遥员援圆方法试验系统调试稳定后开始进行试验袁首先通过试验确定复合垂直流人工湿地的昀佳运行方式袁试验均重复测定猿次以上袁每次取样间隔源澡袁直至出水水质稳定为止袁采用猿次测试平均值遥试验过程中袁水质检测项目主要有悦韵阅糟则尧晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕尧责匀值袁分别采用重铬酸钾法尧纳氏试剂原分光光度法尧酝怎贼蚤造原圆园园园栽韵悦检测仪尧钼锑抗原紫外分光光度法进行测定分析咱缘暂遥圆结果与分析圆援员运行方式对氮磷去除效率的影响湿地去除氮磷效果会随着湿地系统运行方式的不同而发生变化袁试验选定的缘种运行方式分别为周期远澡渊进水猿澡间歇猿澡冤尧周期源澡渊进水圆澡间歇圆澡冤尧周期远澡渊进水源澡间歇圆澡冤尧周期源澡渊进水猿澡间歇员澡冤和连续进水袁运行水力负荷为员愿员皂皂辕凿遥在试验研究的缘种运行方式下袁湿地对氮尧磷的去除率及出水水质如图圆耀图源所示遥从图圆耀图源中可以看出袁复合垂直流人工湿地的运行方式对污水氮尧磷的净化效果有着很大的影响遥对于美人蕉和风车草湿地系统而言袁晕匀猿原晕尧栽晕的昀高去药箱水箱进水进水出水口出水孔坡度0.5%表员进水水质状况设计进水//mg/L实际进水//mg/LCODcr170.00163.00依5.60NH3-N12.0011.74依0.70TN20.0020.81依1.27TP4.003.86依0.35pH值7.007.00依0.68图圆不同运行方式下晕匀猿原晕的出水水质和去除率图猿不同运行方式下栽晕的出水水质和去除率停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式1086420美人蕉风车草美人蕉风车草美人蕉风车草美人蕉风车草停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式141210864208070605040302010080706050403020100王全金等院复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究1327湖北农业科学2010年图源不同运行方式下栽孕的出水水质和去除率1.21.00.80.60.40.20美人蕉风车草停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式停3运3停2运2停2运4停1运3连续流运行方式100806040200美人蕉风车草除效率运行方式为停留猿澡和运行猿澡的运行方式曰以除磷为首要目标的建议采用停留圆澡和运行圆澡的运行方式遥对于一个复合垂直流人工湿地污水厂而言袁选择合理的运行方式需要综合考虑各个方面的因素袁既要满足设计所需要达到的效果袁也要考虑其经济性等方面的因素遥在本试验研究的缘种运行方式中袁综合考虑各方面的因素袁美人蕉和风车草湿地系统建议采用运行猿澡间歇猿澡的运行方式袁该运行方式下袁美人蕉湿地床的晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕出水水质分别为猿援缘员尧远援园园尧园援圆远皂早辕蕴袁去除率分别达到苑猿援缘园豫尧苑园援缘源豫尧怨圆援缘园豫曰风车草湿地床的晕匀猿原晕尧栽晕尧栽孕出水水质为源援怨员尧远援怨远尧园援猿猿皂早辕蕴袁去除率分别达到缘愿援员园豫尧远缘援愿源豫尧怨员援远园豫遥各指标均能达到叶城镇污水处理厂污染物排放标准渊郧月员愿怨员愿原圆园园圆冤曳一级粤标准遥圆援圆水力负荷对氮尧磷去除效率的影响通过上述试验确定了复合垂直流人工湿地系统的昀佳运行方式为周期远澡渊进水猿澡间歇猿澡冤遥在昀佳运行方式的情况下袁研究复合垂直流人工湿地在不同的水力负荷下对氮尧磷的去除效果袁水力负荷选取远组袁依次为员圆员尧员愿员尧圆源圆尧猿远猿尧源愿猿尧苑圆缘皂皂辕凿遥不同的水力负荷下氮尧磷的去除率和出水水质如图缘耀图苑所示遥由图5耀图苑可以看出袁复合垂直流人工湿地系统除氮尧磷效果与水力负荷有着紧密的关系袁两组湿地床的净化效果均随水力负荷的增加而降低遥晕匀猿原晕尧栽孕的去除率增加的幅度均在水力负荷降到一定程度时都有所变缓袁而栽晕的去除率与水力负荷则整体一直表现出较好的线性关系遥在水力负荷为猿远3皂皂辕凿时袁美人蕉湿地床出9080706050403020100121181242363483725水力负荷//mm/d121086420美人蕉风车草美人蕉风车草121181242363483725水力负荷//mm/d图缘不同水力负荷下晕匀猿原晕的去除率和出水水质80706050403020100121181242363483725水力负荷//mm/d美人蕉风车草14121086420美人蕉风车草121181242363483725水力负荷//mm/d图远不同水力负荷下栽晕的去除率和出水水质图苑不同水力负荷下栽孕的去除率和出水水质100908070605040302010012118124236348372