人工濕地-塘組合系統(tǒng)處理農(nóng)村污水的試驗研究.pdf

1、隨著城市生活污水和工業(yè)廢水問題已引起了廣泛關注并得到有效治理,我國農(nóng)村村鎮(zhèn)排放的污水對自然水體的影響日益突出。受鄱陽湖區(qū)域農(nóng)村污水影響,鄱陽湖水質(zhì)有惡化的趨勢,農(nóng)村污水已成為制約鄱陽湖區(qū)域社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。人工濕地和植物塘都適合用于處理農(nóng)村污水,將人工濕地和植物塘組合處理農(nóng)村污水可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,提高出水水質(zhì)和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。但目前利用該組合工藝處理農(nóng)村污染水體的研究較少,可供參考的動力學模型、關鍵的設計參數(shù)等也較

2、少。
　　本研究運用環(huán)境監(jiān)測方法,對江西地區(qū)典型村鎮(zhèn)排污河道蔣巷河水質(zhì)進行了為期一年監(jiān)測,分析河水水質(zhì)變化規(guī)律及原因,了解蔣巷河河水污染水平。利用江西地區(qū)常見的4種沉水植物(馬來眼子菜、黑藻、金魚藻、大聚藻)進行沉水植物效能試驗,分析了不同沉水植物對農(nóng)村污染水體的處理效果及不同水力停留時間對沉水植物處理農(nóng)村污染水體效果的影響及規(guī)律。并建立人工濕地-沉水植物塘組合系統(tǒng)對農(nóng)村污染水體中有機污染物、氮、磷的去除效果及規(guī)律進行了研究。運用

3、對比試驗的方法,比較了不同水力條件、不同沉水植物塘有效水深對污染物去除能力的影響,用Excel軟件擬合了不同水力停留時間下組合系統(tǒng)污染物去除動力學模型,并進行參數(shù)研究。
　　試驗研究結論如下:
　　(1)蔣巷河水質(zhì)監(jiān)測試驗:江西地區(qū)典型村鎮(zhèn)排污河道蔣巷河河水TN,NH3-N,TP,COD的年平均濃度分別為11.70、6.72、1.09、43.57mg/l,河水常年處于高度富營養(yǎng)化狀態(tài)。在長達4個月的枯水期,河水污染最為嚴重,

4、TN,NH3-N,TP,COD平均濃度分別為20.37、12.19、2.45、57.33mg/l,除COD外,各項指標均高出地表Ⅴ類水標準5倍以上,河水在這時期經(jīng)常發(fā)黑發(fā)臭,嚴重影響周邊居民的生產(chǎn)生活,并且污染河水直接排入贛江,對贛江水體造成污染,亟需對蔣巷河進行治理。
　　(2)沉水植物效能試驗:4種沉水植物對污染物質(zhì)的去除與水力停留時間有的密切的關系,在初期隨著水力停留時間的增加,去除率顯著增加,在水力停留時間為2～3天時,各

5、污染物的去除率均達到一個較高的水平,后期去除率在最大值附近小范圍波動,建議利用沉水植物處理農(nóng)村污染水體水力停留時間可定為2～3天。馬來眼子菜、黑藻、金魚藻、大聚藻對TN的最大去除率分別為54.71％,77.45%,69.07%,54.28%,出水水質(zhì)分別為4.72、2.48、3.35、5.032mg/l;對NH3-N的最佳去除率分別為55.41%,62.10%,55.20%,49.02%,出水水質(zhì)分別為1.41、1.42、1.30、1.

6、70mg/l;對TP的最大去除率分別為84.75%,97.14%,97.02%,81.43%;出水水質(zhì)分別為0.46、0.13、0.08、0.53mg/l。對COD的最大去除率分別為86.67%,90.24%,87.18%,86.67%,出水水質(zhì)分別為8.06、6.72、5.38、9.41mg/l。
　　從以上結果表明,4種沉水植物對污水的處理效果良好,出水水質(zhì)較好,其中出水NH3-N均達到地表Ⅴ類水標準,出水COD均能達到地表I

7、類水標準,金魚藻和黑藻出水TP能達到地表Ⅱ類水標準;且不同沉水植物對污染物質(zhì)的去除效果不同,綜合分析4種沉水植物對污水的處理效果為黑藻>金魚藻>馬來眼子菜>大聚藻。
　　(3)組合系統(tǒng)水力負荷試驗:在水力負荷為300～1300mm/d時,人工濕地-沉水植物塘組合系統(tǒng)隨著水力負荷的增加,對TN,NH3-N,COD的去除率保持下降的趨勢,對TP的去除影響不顯著,TN,NH3-N,TP,COD的去除率達42.19%～82.70%,47.

8、88%～75.87%,77.70%～86.77%,48.94%～77.66%;出水濃度為4.55~13.01、3.44～7.9、0.15~0.37、8.40～25.54mg/L。其中系統(tǒng)出水TN、NH3-N濃度均低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》的一級A標準,系統(tǒng)出水TP濃度都達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中的V類水標準,而出水COD濃度都達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-20

9、02)中的Ⅲ類水標準。以上結果表明,組合系統(tǒng)對農(nóng)村污染水體處理效果較好,出水水質(zhì)良好。
　　(4)動力學模型研究:組合系統(tǒng)對TN,NH3-N,TP,COD的去除動力學模型分別為ln(Ce/Co)=-0.3902t-0.2483,ln(Ce/Co)=-0.2986t-0.5493,ln(Ce/Co)=-0.1237t-1.3986,ln(Ce/Co)=-0.2408t-0.4351,相關系數(shù)R2為0.9053、0.7695、0.31

10、09、0.8733,降解速率常數(shù)kv分別為0.3902、0.2986、0.1237、0.2408。模型對TN,NH3-N,COD的模擬相關性良好,TP的相關性較差。表明,一級動力學模型可以較好的模擬農(nóng)村污水中TN,NH3-N,COD在人工濕地-塘組合系統(tǒng)中的去除規(guī)律。該模型對以后江西地區(qū)人工濕地-塘組合系統(tǒng)的設計以及對系統(tǒng)出水水質(zhì)的預測均有一定的實用價值。
　　(5)沉水植物塘的水深試驗:在水力負荷為800mm/d,沉水植物塘水深

11、為0.4～1.0m,進水TN,NH3-N,COD,TP分別為20.50±1.19、13.70±1.05、1.14±0.08、42.49±3.18mg/L時,組合系統(tǒng)出水分別為9.45~11.08、4.59～6.96、0.18～0.25、20.49～27.36mg/l,去除率分別為43.24%～55.27%,50.15%～63.72%,78.63%～84.75%,37.89%～48.93%,并且在沉水植物塘水深為0.5m時,組合系統(tǒng)對TN