论文部分内容阅读
人工湿地是20世纪70年代兴起的污水处理生态工程技术,具有基建投资低、运行费用少、维护管理简单等优点,迅速推广到世界各地。人工湿地作为三级深度处理的研究不少,但尚无将人工湿地技术用于处理污水厂尾水的工程先例。
本文结合中科院南京地理与湖泊研究所设计并指导建设云南洱源县污水厂尾水深度净化湿地技术试验工程(规模20000m2)的全过程,针对湿地净化工艺的关键环节--复合基质滤池开展了复合基质配方的实验研究,参与了试验工程的建设,并在运行期间就人工湿地水量平衡及水质净化效果作了跟踪研究,主要研究结果如下:
1.在砾石床人工湿地填料中添加蛭石和泥炭可以大幅度提高其深度除磷效果,将蛭石、泥炭、砾石按照1:1:3的体积比例混合配置的复合基质,在滞留时间为4小时左右时,其总磷平均去除率可以达77.2%,磷酸盐平均去除率可以达到91.4%。
2.该复合基质适合于水质深度净化,在进水总磷浓度不超过0.1mgL-1的情况下,除磷效果相当稳定,可以保证0.02mgL-1以下的出水浓度(地表III类水质标准),并达到80%左右的去除率。遇到高浓度磷污染负荷冲击时,磷去除率会降低。
3.该湿地蒸散发量与净蒸发量相关性较好,Ep=1.3255Er-0.4971(R2=0.987),各工艺单元构成情况不一样,此公式在一级潜流湿地中模拟与整体情况有误差,但对于这个小单元来说分开计算是否有价值,有待今后工作研究。
4.水量平衡概算结果显示:污水厂排入湿地的水量占总进水量的99%,降水量仅占1%。由于供电不稳定,湿地的进水量也有较大的波动(294.4~498.8mm/周)。湿地出水中有77%的水量是通过渗入地下水排出湿地系统的,仅有12%是通过最终的排水管道排入海尾河的。蒸散发量占到了总输出量的11%。
5.湿地采用“一级潜流湿地→生物氧化塘→二级潜流湿地→表层流湿地→复合基质滤床”工艺,脱氮除磷能力相当强,系统整体对总氮和总磷的平均去除率分别为98.0%和95.6%,出水接近地表ni类水标准(GB3838-2002)。
6.净化氮素方面,各功能区的效果从大到小排列为二级潜流>生物氧化塘>一级潜流>深度净化区。二级潜流湿地对氨氮、硝氮和总氮的平均去除率分别达9.3%、95.3%、42.6%;生物氧化塘对氨氮、硝氮和总氮的平均去除率分别达61.9%、-32.1%、26.0%;一级潜流湿地对氨氮、硝氮和总氮的平均去除率分别达25.6%、24.4%、24.9%。
7.生物氧化塘将氨氮氧化转化成硝态氮,氨氮的去除伴随着硝态氮浓度的增加;二级潜流湿地通过反硝化作用除去了系统中大量的硝氮。因此,生物氧化塘-潜流湿地的组合除氮工艺是科学合理的。
8.净化磷素方面,各功能区的效果从大到小排列为生物氧化塘>一级潜流>二级潜流>深度净化区。生物氧化塘对总磷和磷酸盐磷的平均去除率分别达44.2%和71.4%;一级潜流湿地对总磷和磷酸盐磷的平均去除率分别达31.3%和15.9%;二级潜流对总磷和磷酸盐磷的平均去除率分别达13.3%和6.4%。