不同基質(zhì)垂直流人工濕地對生活污水的凈化效果分析.pdf

1、目前人工濕地常用的基質(zhì)一般為土壤、河砂和礫石,這類基質(zhì)凈化效率低,容易吸附飽和,且除磷脫氮的能力不高,致使出水中氮、磷濃度較高。針對于此,本試驗研究選擇了沸石、草炭、蛭石、頁巖、砂子5種基質(zhì),利用模擬土柱系統(tǒng)模擬人工濕地對生活污水的處理,主要研究基質(zhì)種類、深度、運行方式及運行時間等因素對污水處理效果的影響,在單因素試驗分析的基礎(chǔ)上對綜合處理效果最好的兩種基質(zhì)進(jìn)行了水力負(fù)荷、水力停留時間的正交試驗,并分析了吸附飽和后基質(zhì)的再生處理方法及可

2、行性。
　　 設(shè)計的模擬土柱系統(tǒng)由進(jìn)水系統(tǒng)、土柱系統(tǒng)和出水系統(tǒng)組成,進(jìn)水系統(tǒng)由蓄水池、供水箱、潛水泵、水量控制開關(guān)及引水管組成。模擬土柱系統(tǒng)設(shè)1.2m和1.6m兩組,每組5個土柱,分別填充沸石、草炭、蛭石、頁巖、砂子5種基質(zhì),基質(zhì)上方設(shè)布水層,下方設(shè)承托層,1.2m組土柱分別在20cm、50cm、100cm處設(shè)取樣點,1.6m組土柱分別在80cm、120cm、140cm處設(shè)取樣點。
　　 兩組模擬土柱分別以兩種運行方式連

3、續(xù)運行了80天。每兩天進(jìn)水一次,每8天在進(jìn)水及各個土柱設(shè)定的取樣點處取樣一次,每次取樣31個,分別測定5種基質(zhì)對COD、BOD5、TN、TP各指標(biāo)的去除率,共測得1240個數(shù)據(jù),用SAS軟件編程進(jìn)行顯著性檢驗、回歸分析,做出模糊綜合評判。然后在100cm處,水力負(fù)荷取0.3m/d、0.4m/d,水力停留時間取3.5h、4.2h兩個水平,選擇草炭和頁巖進(jìn)行L4(23)正交試驗,測得48個數(shù)據(jù),采用綜合平衡法進(jìn)行分析。通過試驗研究得出以下結(jié)

4、論:
　　 1.各基質(zhì)去除COD的能力依次為蛭石>沸石>頁巖>草炭>砂子,去除BOD5的能力依次為頁巖>蛭石>草炭>沸石>砂子,去除TN的能力差別不明顯,沸石、蛭石、頁巖的處理效果稍好,對TP的去除能力依次為草炭>頁巖>砂子>沸石>蛭石。根據(jù)4個指標(biāo)的權(quán)重不同綜合評判為草炭>頁巖=蛭石>沸石>砂子。
　　 2.基質(zhì)深度的增加對4個指標(biāo)處理效果的影響不同。對COD和BOD5來說,當(dāng)深度在80cm以內(nèi)時,沸石、草炭、蛭石、頁

5、巖、砂子對其的去除率隨深度的增加而增大,當(dāng)深度超過80cm后,除砂子之外,其它4種基質(zhì)的這種增大趨勢都不太明顯。對TN來說,深度對各基質(zhì)的處理效果無明顯影響。對TP來說,當(dāng)深度在100cm以內(nèi)時,5種基質(zhì)對TP的去除率均隨深度的增加而明顯增大,當(dāng)深度超過100cm后,各基質(zhì)的這種增大趨勢都不太明顯。因此,對這4個指標(biāo)而言,基質(zhì)的填充深度應(yīng)為100cm。
　　 3.在100cm深度處,隨水力負(fù)荷的增大和水力停留時間的縮短,沸石、草

6、炭、蛭石、頁巖、砂子對COD的去除率分別下降了9.26％、6.24％、1.76％、10.15％、0.26％,對BOD5的去除率分別下降了18.71％、9.82％、6.87％、2.36％、9.34％,對TP的去除率分別下降了3.99％、1.69％、5.53％、22.19％、22.65％,對TN的去除率影響為沸石、蛭石分別下降了2.56％、19.78％,草炭、頁巖、砂子分別上升了19.81％、1.04％、18.16％。因此,水力負(fù)荷的增大和

7、水力停留時間的縮短對這4個指標(biāo)均有明顯影響。
　　 4.對基質(zhì)種類、水力負(fù)荷、水力停留時間、基質(zhì)深度、環(huán)境溫度、運行時間等6個因素進(jìn)行回歸分析,結(jié)果表明影響COD去除效果的最大因素為基質(zhì)種類、基質(zhì)深度和環(huán)境溫度,影響B(tài)OD5去除效果的最大因素為基質(zhì)種類,影響TN去除效果的最大因素為基質(zhì)種類和環(huán)境溫度,影響TP去除效果的最大因素為基質(zhì)種類和運行時間。因此基質(zhì)種類對污水處理效果的影響最大,在對TP含量較高的污水處理中,還要注意系統(tǒng)運