人工湿地填料净化生活污水级配优化研究
摘要：采取室内填料柱级配淋洗试验的方法，选取粉煤灰、煤渣、空心砖填料组合作为人工湿地填料，进行不同填料级配污水净化效果研究。结果表明：在相同进水水质和水力负荷运行条件下，粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3：l：l混合时，COD、TN、NI-h*-N去除效果最好，去除率最高分别达到47．83%、81．93%、93，53%；粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比1：l：3混合时，rP去除率较高，可达到85．97%。试验所选填料及级配对NO~--N无较好的去除效果。考虑到填料物理特性及长期稳定运行的需要，选择粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3：1：l混合填料作为人工湿地去污填料最为适宜。
关键词：人工湿地；填料级配；淋洗；去污性能
近年来，随着水资源的紧缺，处理生活污水进行水资源回用逐渐成为热点。而人工湿地以其自然、处理效果稳定等优点，又逐渐成为水处理中的热点。人工湿地污水处理系统是目前世界上低投资、低能耗、最廉价、行之有效的处理污水和利用污水的系统工程。近年来，在国内外被广泛应用。它主要利用植物、微生物和填料之间的物理、化学和生物作用达到污水净化的目的。人工湿地可以分为表面流人工湿地和潜流人工湿地两种类型。潜流人工湿地对污染物质的去除是植物吸收、微生物转化及基质物理化学作用三方面共同作用的结果。其中，基质起着非常重要的作用，它不仅为植物生长、微生物附着提供适宜条件，自身还通过物理化学吸附，沉降络合等作用有效去除污染物质。
潜流人工湿地污水处理系统中所使用的填料是人工湿地的基质与载体，包括多种类型，其所有理化性状都可能影响到对污水的处理效果。在人工湿地内部填充多孔的、有较大比表面的填料，可以改善人工湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。填料对污染物的成功截留为后续植物吸收创造良好条件，是出水水质的重要保证。
填料的类型以及比例是影响人工湿地处理污水的重要因素之一。填料对污染物的截留过程包括物理过滤、离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用、沉降反应等。目前用于污水处理的人工湿地填料包括碎石、页岩、煤灰、矿渣、陶粒、石灰石、沸石等。研究标明：粉煤灰、煤渣有良好的吸附能力。空心砖是由粉煤灰等添加高岭土、页岩等物质制成，具有一定的吸附能力。目前，对人工湿地的研究往往偏重于生物因子在废水工程中的作用，对基质研究相对较少。湿地填料的选择大多以填料对特征污染物的去除情况为依据，如除磷填料的选择常依据填料最大磷吸附量”，实验中此法选用填料较少，对填料的实际去污性与过高估计。为此，本研究以室内模拟人工湿地污水处理系统中的填料系统，排除环境中不可控制因子的影响，通过比较生活污水中COD、NH3-N、TN、TP、NO。__N的去除效果，研究了3种基质对去除污水中各污染因子的能力，从而为选择及优化人工湿地填料提供依据。
1材料与方法
1．1供试材料
考虑到北方地区填料的来源及成本等诸多因素，本实验选用泰安市本地的粗砾石、粉煤灰、煤渣、空心砖作为实验填料。粉煤灰、煤渣取自泰安市热电厂(经水膜式除尘器处理后)，经过筛、晾干后待用。空心砖块取自泰安建材市场。
其中实验使用的碎石粒径为2-4ram，用于填料柱的底部布水均匀，碎石中含有较多的A12Oz、Fe203、CaO等成分，对污水具有较好的过滤作用。实验使用的粉煤灰主要成分为SiO、A1203、CaO、Fe203等，具有多孔性及很大的比表面积，通过吸附、离子交换、絮凝沉淀和过滤作用去除污水中的污染物质。空心砖由粉煤灰烧结而成，具有粉煤灰的化学特性，生产烧结空心砖过程中掺合的粘结料有易熔粘土、高岭土、耐火土、页岩等泥料。同时其比表面积大，与粉煤灰相比在污水处理工程中具有不易流失，不板结等优点。煤渣内部孔隙发达，表面有许多大孔隙，具有比较高的吸附l生能。此外，煤渣发达的孔隙、巨大的表面积和一定的机械强度使其具有较强的过滤作用。淋洗生活污水以泰安市污水处理厂刚经过粗格栅处理的生活污水作为水源。污水的主要水质参数为：COD94．49-175．26mg/L，TN36．59-29．92mg/L，NH4LN25．9-29．1mg/L，NOf-N2．7-3．5mg/L，TP2．23-5．92mg/L，pH8．32-8．64。
1．2试验设计
试验于2006年下半年在山东农业大学土壤化学实验室进行，共设7个处理，见表1。
试验装置由污水配给瓶、流量控制装置、填料柱、大漏斗及接收器、滤纸、纱布组成(图1)。填料柱为内径4．5cm，高为28cm的PVC管。将各种填料按试验设计混合，填充至PVC管中，压实，总填充高度为25cm。用蒸馏水自下而上浸透填料柱，后用污水进行淋溶。
淋溶污水负荷按照人工湿地污水负荷进行计算，淋洗水量为200mL/d。
1．3样品采集与分析方法
1．3．1水样采集
试验采取连续淋溶的方式，一次污水淋洗体积200mL，每淋洗一次取样一次，每天上午8：00取样。连续淋洗10次，共淋洗2L，取样10次。取样后将接收器中的水样混匀，经滤纸过滤后，从中取样进行水质分析。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
人工湿地填料净化生活污水级配优化研究.PDF
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
