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農村混合污水人工濕地處理免費方案咨詢(xún)電話(huà):15650250180,如需技術(shù)支持請直撥:15650250180 農村生活污水具有廣泛性、分散性、來(lái)源多、增長(cháng)快等污染特點(diǎn),農田灌溉污水具有隨機性、蔓延性、難監測性、時(shí)空變化性、污染滯后性和潛在威脅性等污染特點(diǎn),我國農村往往這兩種污水同時(shí)存在。因此,對兩種混合污水進(jìn)行處理十分必要。人工濕地與其他污水處理技術(shù)相比,具出水水質(zhì)穩定、抗沖擊力強、操作簡(jiǎn)單、建設及運行費用低、污染物去除效果好且兼具美學(xué)價(jià)值等優(yōu)點(diǎn),適合我國國情,尤其是滿(mǎn)足農村污水處理要求。 株洲攸縣某公園人工濕地的進(jìn)水來(lái)源主要為上游居民區生活污水及農田灌溉污水,水量為1000~1200 m3/d。在比較各類(lèi)型人工濕地優(yōu)缺點(diǎn)后,選擇“表流-潛流”串聯(lián)組合人工濕地模式來(lái)處理農村生活與農田灌溉污水的混合污水。 1 材料與方法 1.1 工藝流程與參數 本系統采用“表流-潛流”串聯(lián)組合人工濕地模式,設計水量為1200 m3/d,人工濕地總面積為1500m2,共有10個(gè)單元模式工藝,可分為生活污水和農田灌溉污水兩套處理系統,工藝流程見(jiàn)圖1,參數見(jiàn)表1,設計出水水質(zhì)達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級 A 標準。 1.2 植物配置 人工濕地各單元植物配置方案見(jiàn)表2。 1.3 材料與方法 1.3.1 取樣方法 根據水體沿程流向,分別在 A1、A2 進(jìn)水口及各單元的出水口處布設12個(gè) 采樣點(diǎn) 。取 水時(shí)間為 圖1 人工濕地系統工藝流程示意圖 1—12月,每隔10天取樣,取6次,以平均值計取。 1.3.2 實(shí)驗方法 水樣采集后,立即送達實(shí)驗室,樣品保存在4 ℃的冰箱中備用。選擇具有代表性的指標:COD、TN、TP、氨氮。各指標測試方法均按照文獻[1]進(jìn)行。用直尺測量植物株高和最大根長(cháng);稱(chēng)重法測量1 m2 植物的鮮質(zhì)量,計算整個(gè)單元植物鮮質(zhì)量;植物樣用自來(lái)水洗凈后濾去多余水分,稱(chēng)取1kg植物裝在潔凈的信封內,在105 ℃的烘箱內殺青30 min后,將烘箱溫度調到75 ℃,烘至恒量,稱(chēng)得干質(zhì)量后,將烘干的植物樣用粉碎機粉碎,過(guò)60目細篩后,裝入密封袋備用。 1.3.3 數據處理 數據處理與圖表繪制使用 MicrosoftExcel和rigin軟件。 2 結果與討論 2.1 進(jìn)水水質(zhì) 根據進(jìn)水質(zhì)量濃度(見(jiàn)表3),按單因子評價(jià)方法水質(zhì)均屬于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)中劣Ⅴ類(lèi)。系統兩個(gè)進(jìn)水口各污染物濃度指標差異明顯,生活污水 COD 較高,而農田灌溉污水中 TN、TP 濃度較大。 2.2 污染物的去除效果分析 2.2.1 COD 的凈化效果 由圖2和圖3 可知,生活污水和農田灌溉污水處理 系 統 中 B3/B6 單 元 COD 去 除 率 分 別 為74.03%、35.45%,COD 分別為47.62、40.60 mg/L;系統出水 COD 為 39.10 mg/L,達到 GB18918—2002一級 A 標準(50 mg/L)。潛流單元,兩套系統COD 均呈現沿程降低的趨勢;表流單元,兩套系統COD 變化差異顯著(zhù),生活污水處理系統 COD 呈降低趨勢,農田灌溉水處理系統 COD 大體呈沿程增加趨勢。原因為:A1/A2 單元出水在 A3 單元混合后沉淀,防止 COD 過(guò)高導致系統負荷過(guò)大。生活污水處理系統進(jìn)水 COD(183.44 mg/L)為農田灌溉污水處理系統(62.90 mg/L)的2.92倍,濃度差異極大,故在 A3 單元混合后,農田灌溉污水處理系統COD 不降反增,并導致在 A3 單元去除率呈負值。同理,生活污水處理系統的 COD 去除率高于農田灌溉水系統也是由于其初始濃度較高造成的差異。 B1/B4、B2/B5、B3/B6平行單元之間兩兩比較, COD 的去除效果呈現 B4>B1、B5>B2、B3>B6 的規律。植物根長(cháng)也呈現出類(lèi)似規律,植物 COD 的去除率與最大根長(cháng)呈現顯著(zhù)正相關(guān)(p<0.05),這與劉霄等[2]的研究結果一致。由圖3 可知,潛流單元的 COD 單段去除率沿程呈現先升后降的趨勢,原因可能為:前端污染物濃度較高,可供植物吸收利用的有機養分較多,故去除率先升高。劉銳研究表明,COD 主要集中在濕地的前1/4 段被去除,系統后半部分對其去除率貢獻不大。沿程目標污染物基數逐漸減小,去除率又逐漸降低。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。 2.2.2 TN 的凈化效果 由圖4和圖5 可知,生活污水和農田灌溉污水處理系統中B3/B6單元 TN 去除率分別為62.48%、80.23%;TN 分別為1.91、1.70 mg/L;系統出水 TN為1.52 mg/L,達到 GB18918—2002 一級 A 標準(15 mg/L)。潛流單元,兩個(gè)系統 TN 的變化趨勢基本一致,呈現沿程降低的趨勢;表流單元,生活污水處理系統 A3單元去除率呈現負值。原因是由于氮磷肥的施用,農田灌溉污水進(jìn)水中的 TN 遠高于生活污水,故在 A3單元混合后,生活污水處理系統TN 不降反增。由于生活污水處理系統進(jìn)水 TN(5.09 mg/L)和 農 田 灌溉污水處理系統 (8.60mg/L)的差異導致農田灌溉污水處理系統的 TN 去除率高于生活污水處理系統。
對 B1/B4、B2/B5、B3/B6 潛流平行單元之間單段去除率進(jìn)行兩兩比較,TN 去除效果呈現 B1>B4、B2>B5、B6>B3的規律。系統 TN 去除率大體呈現沿程遞增的趨勢。單段 TN 去除率最高出現在 B1 單元,為48.31%,是平行單元 B4 的1.08 倍。B1 單元種植黃菖蒲和再力花,B4單元種植鳶尾和旱傘草,兩個(gè)系統的植物生長(cháng)條件一致,說(shuō)明黃菖蒲和再力花的配置組合在去除 TN 方面要優(yōu)于鳶尾和旱傘草的組合。石雷等對4種濕地植物水質(zhì)凈化效果的研究結果表明,再力花對污染物的去除能力強,尤其在脫氮方面,TN 和氨氮去除率明顯高于其他植物。B3、B6單元也種植了再力花,但由于沿程目標污染物基數逐漸減小,去除率也逐漸降低。 2.2.3 TP 的凈化效果 如圖6和圖7 所示,生活污水和農田灌溉污水處理系統中B3/B6單元 TP 去除率分別為66.67%、76.42%;TP 分別為0.32、0.29 mg/L;系統出水 TP為0.25 mg/L,達到 GB18918—2002 一級 A 標準(1 mg/L)。潛流單元,兩個(gè)系統 TP 變化趨勢基本一致,呈現沿程降低的趨勢;表流單元,生活污水處理系統 A3單元的 TP 有小幅上升,原因與 TN 上升一致。 由 于 生 活 污水處理系統 進(jìn) 水 TP (0.91mg/L)和農田灌溉污水處理系統(1.23 mg/L)的差異導致農田灌溉污水處理系統 TP 去除率高于生活污水處理系統。
圖6 TP 沿程變化 B1/B4、B2/B5、B3/B6平行單元之間兩兩比較,與 COD 的去除效果一致,TP 去除率呈現 B4>B1、B5>B2、B3>B6的規律。研究表明,根系發(fā)達的植物對 TP 的去除效果更強。與 TN 不同,潛流單元去除率未呈現沿程降低的趨勢,反而 B3 單元的TP去除率最高,說(shuō)明該單元種植的香蒲、再力花和 圖7 TP 去除率變化 美人蕉的組合對于 TP 有極好的去除效果,其他種植了再力花的B1、B6單元在 TP 去除上也有較好的表現,也為這一結論提供了佐證。 2.2.4 氨氮的凈化效果 如圖8和圖9 所示,生活污水和農田灌溉污水處理系統中B3/B6單元氨氮去除率分別為75.77%、76.41%,氨氮分別為0.86、0.71 mg/L;系統出水氨氮為0.61 mg/L,達到 GB18918—2002 一級 A 標準(5 mg/L)。除 A3 單元外,潛流和表流單元中兩個(gè)系統氨氮變化趨勢基本一致,呈現沿程降低的趨勢。由于生活污水處理系統進(jìn)水氨氮(3.55 mg/L)和農田灌溉污水處理系統(3.01mg/L)差異導致生活污水處理系統整體去除率高于農田灌溉污水處理系統。
圖8 氨氮沿程變化 B1/B4、B2/B5、B3/B6平行單元之間兩兩比較,氨氮的去除效果呈現 B1 和 B4 差異不明顯、B2>B5、B6>B3的規律。表流單元的氨氮去除率較低,可能為 COD、TN 大幅度去除消耗了較多的 DO,硝化細菌生長(cháng)受到抑制,限制了硝化作用,使氨氮去除速率減緩。 圖9 氨氮去除率變化 2.3 植物生長(cháng)特性分析 試驗前植物的生物量為0.07~0.82kg/株(以鮮質(zhì)量計)。完成試驗后,對系統中植物的總生物量進(jìn)行了測定,結果見(jiàn)圖10(a)。表流單元植物為浮水植物狐尾藻及香菇草,其繁殖迅速且具有侵占性,故表流單元植物單位面積生物量明顯大于潛流單元,且兩種浮水植物相比,狐尾藻的單位面積生物量更大。潛流單元中單位面積生物量最大為 B2 蘆竹,其次為B6美人蕉、B1 再力花、B3 美人蕉、B6 水蔥、B1 黃菖蒲、B2 菖蒲、B6 再力花,B5 黃菖蒲、B3香蒲、B4 鳶尾、B5 夾竹桃、B3 再力花,B4 旱傘草的單位面積生物量較低。廖新俤等的研究均顯示,植物的吸收、吸附和富集作用與植株的地上部?jì)羯L(cháng)量、生物量的生產(chǎn)速度和根系的生物量及發(fā)達程度密切相關(guān)。王慶海等[11]研究了9 種常見(jiàn)濕地植物發(fā)現,菖蒲、香蒲等植物具有較大的生物量,其氮、磷含量和累積量較高,因此對水中氮、磷污染物具有較強的去除能力。MANTOVI等的研究表明,盡管植物吸收不是人工濕地去除污染物的主要途徑,但植物的存在是濕地中各種化學(xué)、物理和生物作用發(fā)生的基礎。 從圖10(b)可見(jiàn),B1、B3 再力花的株高優(yōu)勢明顯,達到250cm 以上;其次為 A1 狐尾藻、B2 蘆竹和B3香蒲,株高約200cm;A2 狐尾藻、B3 美人蕉、B4旱傘草、B6水蔥、B6再力花和 B6 美人蕉的株高為100~174cm;其他株高均小于100cm。兩種浮水植物相比較,狐尾藻株高明顯大于香菇草,這與這兩種植物的生長(cháng)特性有關(guān),香菇草葉互生,具長(cháng)柄;狐尾藻葉輪生,無(wú)柄,在同樣的營(yíng)養條件下,無(wú)葉柄的狐尾藻可集中向頂端發(fā)展,故其株高優(yōu)勢較香菇草更明顯。
從圖10(c)可見(jiàn),表流單元浮水植物的最大根長(cháng)明顯小于潛流單元挺水植物。相比表流單元的完全厭氧環(huán)境,潛流單元對植物根系的生長(cháng)更有利。潛流單元中B4旱傘草、B5 夾竹桃的最大根長(cháng)優(yōu)勢明顯,約30cm;B2菖蒲、B2 蘆竹、B3 香蒲、B3 再力花及B5黃菖蒲最大根長(cháng)約25cm;其他植物的最大根長(cháng)均小于25cm。 3 結 論 (1)“表 流-潛 流”組 合人工濕地模式,出 水中COD、TN、TP、氨氮分別為 39.10、1.52、0.25、0.61mg/L,均達到 GB18918—2002 一級 A 標準,實(shí)現了設計目標。 (2)表流單元的狐尾藻和香菇草生物量遠高于潛流單元的挺水植物,但其最大根長(cháng)卻遠小于潛流單元的植物,挺水植物再力 花株高明顯高于其他植物。(來(lái)源:中南林業(yè)科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院) 問(wèn)題未解決,請撥打工程師免費服務(wù)電話(huà):15650250180 ,如需技術(shù)支持請直撥:15650250180
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