垂直流-水平流復合人工濕地系統(tǒng)對化糞池出水的凈化效果

垂直流-水平流復合人工濕地系統(tǒng)對化糞池出水的凈化效果摘要：將垂直流人工濕地與水平流人工濕地組成復合人工濕地系統(tǒng)，研究了此復合系統(tǒng)對化糞池出水的凈化效果。結(jié)果表明，當水平流人工濕地的水力停留時間為3d天時，復合系統(tǒng)對COD、BOD5、TP的去除率分別達到73%、66%、87%，并通過垂直流濕地的硝化作用及水平流濕地的反硝化作用，復合系統(tǒng)對TN的去除率達到40%以上。關(guān)鍵詞：垂直流人工濕地；水平流人工濕地；復合系統(tǒng)；凈化效果PurificationEfficiencyofSepticTankEffluentbyconstructedwetlandstreatmentsystemsBasedontheCombinationofvertical-flowandhorizontal-flowAbstract:Thepaperisreviewedvertical-flowandhorizontal-flowbedsarecombinedtohybridconstructedwetlandssystems,andpurificationefficiencyforseptictankeffluentwasstudied.Theresultsshowedthatwhilethehydraulicretentiontimeofhorizontal-flowconstructedwetlandsisthreedays,theaverageremovalratesofCOD,BOD5,TPare73%,66%,87%,respectively,andtheaverageremovalrateofTNisover40%throughthenitrificationinthevertical-flowconstructedwetlandsandthedenitrificationinthehorizontal-flowconstructedwetlands.Keywords:vertical-flowconstructedwetlands;horizontal-flowconstructedwetlands;hybridsystems;purificationefficiency人工濕地因水流方式差異可分為表面流濕地、地下潛流濕地、垂直流濕地和潮汐流濕地[1-2]，作為低投資、低成本、低能耗的廢水處理工藝[3]，比較適合于管理水平不高，水處理量及水質(zhì)變化不大的城郊或鄉(xiāng)村[4]。近十幾年來，國內(nèi)外對水平流人工濕地或垂直流人工濕地的報道較多，但有關(guān)復合人工濕地的報道較少[4-5]，特別是垂直流—水平流復合人工濕地的報道較少。本實驗將垂直流人工濕地和水平潛流人工濕地組合構(gòu)成復合人工濕地系統(tǒng)，研究了此系統(tǒng)對COD、BOD5、TN、TP的處理效果。1材料與方法1.1試驗設(shè)計1.1.1試驗流程圖化糞池地下引水管化糞池地下引水管調(diào)節(jié)池集水池垂直流濕地水平流濕地高位水箱水泵集水池1.1.2復合人工濕地設(shè)計本實驗采用6個處理池，其中3個處理池為垂直流人工濕地（VF1，VF2，VF3），另外三個處理池為水平流人工濕地（HF1，HF2，HF3），兩組串聯(lián)組成復合人工濕地系統(tǒng)。垂直流人工濕地的長×寬×高分別為2.9m×1.1m×0.9m，采用工業(yè)廢渣及碎石作為填料，其中VF1上不種植物，VF2上種植玫瑰（Rose），VF3上種植美人蕉（Cannageneralis）；水平流人工濕地的長×寬×高分別為2.7m×1.1m×0.9m，采用煤渣及碎石作為填料，其中HF1上不種植物，HF2上種植蕹菜（Ipomoeaaquatica），HF3上種植西洋菜（Nasturtiumofficinale）。*基金項目：廣東省重點科技計劃項目（2003C32912）和廣東省自然科學基金項目（04020599）1.1.3運行管理方式垂直流濕地以進水流速0.01m3/min，干濕交替的方式運行；水平流采用連續(xù)運行方式，水力停留時間（HRT）為3天。1.2供試污水的特性供試污水取自華南農(nóng)業(yè)大學5號樓公廁化糞池出水，由于人口流動、季節(jié)變化以及沖廁用水量的不同而造成了污水濃度的變化。其水質(zhì)狀況如表1所示。表1供試污水水質(zhì)狀況(mg.L-1)們Table.心1Char強acteri撥stico腳fsewa垂geuse糾dfor嘴experi動ment(臨mg柳/l棍)地COD歡動陣BOD曠5堤框TN捧TP丟PH淚51椒~4返5層1次厲飯55臣~市223多5暈6保~19像4賤崗4布~報15授6~射8鴉1.3削脆分析方法嘆COD朋接—榜枕重鉻酸鉀法虎，綠BOD憐5玩—夫歌五日培養(yǎng)碘量振法萄，讀T-N笨來—品布過硫酸鉀消鼻解鑰—庭紫外分光光度艦法芝，繭T-P墾泊—牢藥過硫酸鉀消依解沿—孫鉬銻抗分光光雀度法。罵2籌蹲結(jié)果與分析嘉2.1貨噴復合人工濕地悔對賺CO判D享的去除效果驚CO倒D納反映了水中受學還原性物質(zhì)污猛染的程度，作滿為有機物的相申對含量的指標藏之一，反映能肥被氧化的有機毯物的污染。從吃表協(xié)2劣及催圖連1厚可以看出，垂用直流人工濕地抽（侵V企F逝）尚對飲CO軋D等的去除率達嗚51崗%況以上，其出水忍濃度搖在毅150mg/箱L宅左右；水平流抗人工濕地梯（蹈H抄F執(zhí)）的出及水零CO眉D叼濃度院在稠50mg/箏L膝左右。在垂直巨流濕地中，植濾物悅對表CO輸D認的去除效果影表響不大，而在異水平流濕地中堵，種植蕹菜的擠濕地（唉HF養(yǎng)2津）剪對搭CO留D世的去除率高于察另兩個濕地。菊隨著污僵水用CO各D惠濃度的不同，源系統(tǒng)落對膝CO依D儲的去除率差異購達到極顯著水釘平蛛（罩P曉＜到0.01蹦)女。肉表辜2益金復合人工濕地個對義CO仙D昆的去除效果口(欄%)休T筒able丑.業(yè)2Aver鵝age深remova寄lrates犬萄of制COD爸ofthe狡hybri奸d鉛syste粗ms年取樣日期免VF撤1乒VF烏2廁VF飯3煙HF談1財HF掃2膏HF么3襖污水濃度嶼（橋mg/截L遭）弊3廊月構(gòu)1黃7遣日嶼51.34適55.74收61.37泄79.73罩79.86鉗75.74單451.16欠4銀月憐1辯0臨日慶57.38齒39.45留45.15扔78.94遺84.48碧75.45牌390.12眾5仰月斬1侄2否日批80.02凱73.56缸43.95車89.84謎97.32周77.38乎244.01驕6托月太2誕5古日黎82.42輸80.47耐67.77幻81.24郵92.18浸74.98曬164卵.00度7杏月痕1碌4拋日貴10帥13.33棋28.67施56.42便60.38誤50.47喘50.79將8農(nóng)月犬9取日幼57.81使48.13移67.19唇84.13拖88.82旅85.34貍214.68回平均值左56.5±蘆11.69鮮51.78±必10.87謀52.35±挑6.99悠78.38±覆5.13艷83.84±平5.81壟73.23±櫻5.28腦252.46喚圖悄1趁廢復合人工濕地音系統(tǒng)進出味水陣CO拆D皆濃度變化灑Figure襲1冒Change宇sof好COD沿concen辨tratio幟nofi步nfluen蓬tand故efflue申ntin蘆the團hybrid華syste孕ms鞋2.2斧譜復合人工濕地睬對怠BOD朋5毛的去除效果嫁有機物在水體怨中分解時要消刃耗大量的溶解揪氧，從而破壞探水體中氧的平躍衡薯，塘BOD造5倦即是利用水中拒有機物在一定洞條件所消耗的性氧來間接表示后水體中有機物筍的含量的指標小。從容表旗3血及圖２可以看斑出，垂直流人混工濕地葬（戰(zhàn)V探F寒）妥對贊BOD達5雹的去除率誰達使44藏%體以上，其出水城濃熱度紋50mg/螞l歸左右；水平流逐人工濕地吹（奏H聲F頭）出蕉水通BOD趁5派濃度訴在峰35mg/扯l廊左右。且植物容對垂直流濕地逼（運V久F哈）和水平流濕魯?shù)乇＃ň廐庫F蝴）法BOD目5移的去除效果影載響不大。隨著像污靈水撤BOD厘5投濃度的不同，投系統(tǒng)廟對桌BOD櫻5嘴的去除率差異謎達到了極顯著但水平牢（關(guān)P掘＜誘0.01腐)突。貌表役3者背復合人工濕地態(tài)對巧BOD快5喉的去除效果飄(鹽%)尺T寇able擱.3脖Avera不ge泥remova梯lrates顯房of悄BOD叫5屑ofthe品hybri披d罵syste糟ms禿取樣日期況VF饒1紐VF紛2鍬VF誦3拍HF罵1膏HF桿2蔬HF絹3床污水濃度授（嫩mg/跳L撒）墊3寸月桐1麗7恐日乖52.1嗎51.39槍46.11博62.58很68.66普74.41臉222.75想4簽月隙1舊0搭日幕10.84珍5.581應8.339山62.76甩70.76躍69.88剝114.44竿5崗月冰1裕2碧日毯51.66對56.82惹53.01狐58.51汪58.51側(cè)56.5公96.9永0籃6份月墻2去5崗日朝45.8誕78.68消70.12轎66.31殘55.5攜53.02末94.9曾6腸7沫月劍1子4田日嘩69.95炮84.76蔽81.1甩85.52唉92.81論92.69慈105.24文8脅月黎9褲日板36.23品46.52睜26.22商69.41惰65.3犧50.49前54.9輩9母平均值現(xiàn)44.43±比8.85女53.96±沒12.60依47.48±武12.10隸67.51±擁4.28腳68.59±練5.92龜66.17±務(wù)7.20蹈114.88各圖齡2踏調(diào)復合人工濕地甘系統(tǒng)進出框水妥BOD舟5亡濃度變化旺Figure歷2臭Change即sof貨BOD間5畢concen塊tratio峰nofi吊nfluen強tand因efflue賓ntin柴the瓶hybrid幟syste策ms惱2.友3把復合人工濕地客對貸T堡N祖的去除效果沙人工濕地處理阿系統(tǒng)軌對矮N駕的去除作用包勵括基質(zhì)的吸附兵、過濾、沉淀各以及氨的揮發(fā)巡，植物的吸收越和濕地中微生寨物作用下經(jīng)硝攪化央—昏反硝化作用下沈轉(zhuǎn)化去除編[6]鑼。其脫氮能力猜受渾NO惑3患-涼-N彎-鵝和有機碳的濃箱度及環(huán)境因子顧的影響，寬如口p芒H沙、溫度膏、憤D象O男等乒[7]匪。從吹表尿4議可以看出，復獅合系統(tǒng)眾對京T淋N克的去除率主要啦依靠水平流人喚工濕地范（膚H性F漿），其原理是賢利用垂直流濕劉地進行硝化作搏用，再進入水賤平流濕地進行糊反硝化，從而括達到睛對周T問N恒的去除。且種滲蕹菜的濕地（姑HF1栽）鞋對壤T拳N貨的去除有一定宜的斯提高，而種西虛洋菜的濕地（咳HF2極）疊對周T腸N預的去除影響不史大。從肺圖階3光來看，出水協(xié)中沾T紹N梅的濃度求除貌3嘩月半1諸7敲日外，其余均含在廊50mg/洗L己左右，且污濫水城T古N裝濃度的變化對筍垂直流濕地塞（深V砌F輝）出絮水其T速N討濃度影響較大茅，差異達到極逗顯著水平腦（偵P劃＜老0.0笛1娃）。當污益水雷T病N斯?jié)舛冗^低時，敵垂直流濕地墾（考V錯F素）的出墾水等T艇N亡濃度比污水還船高，其原因可幕能是由于垂直努流進水時將填查料上附著叛的拖N幕淋洗出來，從教而增加六了改T范N川的濃度。競表蓋4腳沾復合人工濕地勝對扒T郵N子的去除效果隱(您%)似T煤able瞎.4伙Averag提e療remova卷lrates詢所of蹄TN念ofthe掠hybri閃d籠syste慈ms尸取樣日期晉VF痰1乓VF頁2悠VF耍3存HF役1巨HF御2兵HF鴨3顯污水濃度芬（令mg/豈L瞧）后3殲月泛1辨7芽日旱3.603煎2.03棒1.17芬17.91督7.97星5.68潑145.32耍4肯月植1懷0楊日稅19.29偉8.85常3.59蕩62.1拌64.3鵝60.8填193.92心5視月兵1倆2漠日兔32.16雜5.62撥11.7買55.53財61.1盟54.4聾130.5窮0的6殲月或2脫5惹日辰1.729緞17.2悲27.2船56.75樣53.7清46.4儲107.83送7演月或1音4縫日豐-溜-眾-春29.27事33.1誼18.7擦56.45戚8愧月鴿9虹日吊30.45戒20.8澡17.1定58.69拜62.9涉53.3勒169.58只平均值堡-砌-卡-箱46.71±禾8.23色47.2±予10.00哀39.9±嘉9.98晌133.94果圖技3懇歸復合人工濕地向系統(tǒng)進出錄水悼T霉N葉濃度變化佛Figure歇3拜Change頭sof烏TN僅concen協(xié)tratio態(tài)nofi諸nfluen鍵tand棗efflue篩ntin咱the姿hybrid太syste臂ms黑2.4盈瘡復合人工濕地扎對旋T砌P月的去除效果誼水體中總磷主倡要由有機磷和盞無機磷組成，見其中每部分又秀分為可溶性和兇不溶性兩種形漁態(tài)旨[8]條，人工濕地系辜統(tǒng)對磷的去除侮作用主要包括文填料的物理作在用、化學作用低和微生物的同誓化作用以及植抹物攝取作用良[9]蕉。從柏表吊5森可知，復合系們統(tǒng)及對遵T返P糕的去除主要作率用在于垂直流學（頌V絹F鵲），且種植美歲人蕉的濕地稅（亮VF最3明）說對集T撈P援的去除效果明咐顯好于種植玫聲瑰的濕地廈（蠻VF閘2鄭）及不種植物聲的濕地紹（溉VF池1辣），且污笑水臺T乓P跪濃度的變化對砍復合系統(tǒng)籃對邊T擺P魯?shù)娜コЧ袃σ欢ǖ挠绊憽R從郊圖以4錢來看，除第二濾次取樣外，其榮余各次取樣的暢垂直流檢（滲V律F芽）出耗水都T阻P悄濃度均嬌在繁2mg/叮L動以下。頁表呆5梳肅復合人工濕地繞對秀T隆P糊的去除效果妻(固%)念T測able掙.5蘇Averag養(yǎng)e俱remova環(huán)l拒of挺TP桶ofthe傲system駝s帆取樣日期渣VF輸1驗VF昏2嘴VF村3身HF執(zhí)1尺HF幫2維HF昌3餃污水濃度畜（回mg/育L海）渣3利月抬1幸7圓日禿53.55考95.9雙87.3撒88.2等88.2遠90.4側(cè)15.3哲4遣月皆1績0向日懂58.12碑69.7隱80.2洪82.8慚84.5括84.8制13.4堂5咸月廳1財2服日屈62.89勒87.9稀88.5襯87.5窄88妖89.5安9.82谷6熱月午2韻5狂日債78.69沒88.8傷89暮89腰90.1腸91.1君8.33燦7細月歸1簽4愈日舅68.72擦89.8蒜90.2辭89.2僵91雷91.7蓮3.78音8鳴月賓9蘆日鞏83.11盲90.1蹤95.7待87.1南87.6畝88.1賊15.3域平均值懷67.51±豪5.19蔑87±矩4.01忘88.5±咸2.25侮87.3±茫1.05豬88.2±繳1.01焦89.3±捉1.13兵11態(tài).00蘆圖鴿4菊懇復合人工濕地南系統(tǒng)進出炎水舊T酒P嬸濃度變化挨Figure熟4打Change釀sof微TP蠶concen矩tratio隆nofi見nfluen許tand牲efflue喂ntin刷the肅hybrid飾syste閘ms3結(jié)論窗3.倆1遵對踏CO顯D鋼、姐BOD腔5澤、叉T飯N屆、瓦T辟P親的對除效果均下效好，且復合慣系統(tǒng)對污水的穴凈化效果比單塌一的垂直流濕堵地有所提高，責其中分別提高逗了贈45列%負、松40急%病、麻65濁%館。際3.2突切植物對系統(tǒng)污么水凈化效果的牧總體影響不大絕。垂直流濕地粘中美人蕉對污消水關(guān)中狠T壯P找的去除有一定甚提高，水平流灶濕地中蕹菜對孝污水刊中敏CO嘆D稻、軌T鴿N蠻的去除有一定加提高，但提高樣輻度均不大。攻3.3番陸垂直榨流烘—防水平流復合人鹽工濕地系統(tǒng)中鞭，對污水級中劈T守P經(jīng)的去除主要依介靠垂直流濕地積中填料的吸附斧，而對污水廳中盞T獵N梁的去除，先通蟻過垂直流濕地傘進行硝化，然搶后進入水平流概濕地進行反硝五化，從而達到運對墻T扛N圈的去除目的。挖3.4殃薪從結(jié)果可以看皮出，復合系統(tǒng)三特別是垂直流好濕地的耐負荷菌沖擊能力不很遣高，如何提高欠垂直刃流么—養(yǎng)水平流復合人捏工濕地系統(tǒng)的姥耐負荷沖擊能善力，應作為今樸后研究的重點淺之一。參考文獻士[1]仇船吳曉良磊你.嗽此人工濕地廢水紡處理機構(gòu)理玉.腔竭環(huán)境科度學芒,1995腸,16(3乓):83-8撒6怎[2]與盡孫躲權(quán)仗,眉曲鄭顛正媽,癢鴨周遣濤纖.揭促人工濕地污水怠處理工瓣藝顧.和盾污染防治技壤術(shù)壯,2001磁,14(4非):20-2塔3接[3]慕竹朱蜂莉摔.選壺斯托弗拆著予.興[憲英奏].百啟張康生拉譯的.聞洗水危濱機流—蔬—腸