• 农村污水处理-人工复合生态床处理

农村污水处理-人工复合生态床处理

所属分类: 生活污水处理设备 | 发布日期:2019-11-23 10:11:44

【摘要】近年来随着流域点源污染控制工程的实施,入湖的地表氮磷比例已超过50%。因此,控制面源污染已成为解决滇池富营养化的关键。根据对滇池示范控制区的一项调查,地表径流,土壤侵蚀,固体废物和生活污水是...

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【摘要】近年来随着流域点源污染控制工程的实施,入湖的地表氮磷比例已超过50%。因此,控制面源污染已成为解决滇池富营养化的关键。根据对滇池示范控制区的一项调查,地表径流,土壤侵蚀,固体废物和生活污水是主要的污染源,而河流和沟渠是进入湖泊的最终途径。该地区新建的湿地系统是人工复合生态床系统。

近年来,随着流域点源污染控制工程的实施,入湖面氮和磷的比例已超过50%,控制面源污染已成为解决滇池富营养化的关键。根据对滇池示范控制区的一项调查,地表径流,土壤侵蚀,固体废物和生活污水是主要的污染源,而河流和沟渠是进入湖泊的最终途径。该地区新建的湿地系统是人工复合生态床系统。

该系统根据人工湿地选择最佳的种植方法,并用较大的比表面积填充多孔内部,以改善湿地的水力性能,并为微生物提供更大的附着面积。同时,增强系统去除污染物(尤其是氮和磷)的能力。人工复合生态床作为一种湿地系统,具有工艺简单,操作管理方便,生态环境效益显着,投资少等优点。适用于乡村城镇生活污水的处理。根据调查,滇池地区农村生活污水与灌溉排水相混合的现象很普遍。因此,农村生活污水收集和出口场所受到农田排灌的影响,污水浓度低,流量大。

对于地下流湿地,如果设计常规的水力负荷(通常为2〜15cm / d)来占据较大的面积,如何提高系统负荷和减小占地面积成为人工复合生态床研究的重点。

1测试装置及方法
1.1测试装置
该测试系统位于滇池流域的示范控制区。有4张单人床。结构如图1所示。


首先,污水流入调节罐,并通过PVC管流入每个单元床。人造复合生态床水流为地下流型,每个床宽1m,长6m,床深0.7m,坡度1%。在床底放置一个10厘米厚的砾石层(直径2到4厘米),中间放置一个40厘米厚的炉渣层,并在上部放置一个10厘米厚的土壤层,污水水平地流动。在床上集水区和集水区的宽度均为40cm。内部充满直径为2〜5cm的卵石。多孔的集水管安装在集水区的底部,并与可调节出水高度的外部垂直管连接。

测定床的平均孔隙率为50%,并且填充炉渣的水力传导率为3.47×10-3mm / s。为了比较不同水生植物的处理效果,在每个单位床上种植了不同的植物(具体安排见表1),第1号床为空白对照。

1.2植物栽培
该实验使用了滇池流域常见的水生植物:芦苇,苜蓿和cal蒲。在2001年2月底,选择了20cm×20cm×40cm(长×宽×高)的土壤芽尖,并将其移植到滇池附近沼泽中的每个单元床上(种植密度见表1)。将水浸泡在水中,半个月后开始排污。

1.3测试条件
测试中使用的污水来自示范控制区的沟渠下游部分(流经沟渠的水流经农田和村庄,最后进入滇池)。它主要由生活污水组成,加上一些农田灌溉水和雨水,其特点是污染物浓度低。在生活污水中,但水量很大。系统运行过程中的进水水质如表2所示,运行条件​​如表3所示。在测试过程中,根据国家环境署的建议对水质指标如COD,TN,氨氮和TP进行了分析保护局(每周1到2次)。


2结果与讨论
2.1去除污染物
湿地系统中的沉积有机物可以通过沉淀和过滤快速去除。可溶性有机物主要通过微生物降解去除,氮通过硝化,反硝化和水生植物的吸收以及磷的去除而去除。主要通过水生植物的沉淀,吸附和吸收。值得注意的是,复合生态床上的植物生长非常好。在4个月内,芦苇,白牡丹和cal蒲分别从0.4m生长到2.0、2.5和1.2m,枝叶密实,生长速度明显高于自然环境厂。

人造复合生态床对污染物的去除效果见表4。


从表4可以看出,第2号床和第3号床的污染物去除效果更好,第1号空白床的去除效率最低。这是因为水生植物具有从大气中吸收氧并通过水表面的树叶吸收和运输氧气的能力。它们向根部的气体导管发送氧气,因此与根部或茎部直接接触的土壤处于需氧状态,而其他部分则处于厌氧状态,为土壤中的各种微生物提供了促进降解的合适环境。污染物。但是,在空白的湿地上没有植物生长,并且很长一段时间都被淹没了。土壤几乎是厌氧的,不利于多种微生物的生长。另外,污水处理系统中的植物被认为是营养物存储。植物吸收养分以维持生长和繁殖(这些养分基本上来自污水中的有机物,氮和磷)。植物生长得越快,减少的污染物就越多。

2.2种植方式比较
在复合生态床中,除了所有床都种植在2号床中外,其他所有方法都混合使用。从表4可以看出,第3号床具有最好的去污效果,第2号床具有第二去污作用,第4号床低于上述两个床。

以上结果表明,根据湿地植物的多样性,多种植物组合可以利用不同植物的优势,并有利于从床中去除污染物。 4号床的去污效果低于2号床和3号床的去污效果。由于the蒲比芦苇和白色短,因此平均高度为1.2m,且分till很少。另外,although蒲的根虽然很大,但仅散布在土壤的浅层而不生根,因此透氧能力低。芦苇和白茎的根部发达并交织在一起,具有强大的氧气输送能力,尤其是在芦苇湿地系统中,因为芦苇的根茎垂直向下生长并且具有很强的渗透性。系统运行120天后,测量了植物根的生长。结果表明,芦苇的根茎深度为30-50 cm,根系发达并散布在各处。白茎的根茎深度为40-50 cm,根茎较厚,根上有许多根。 the蒲的根长为10-15厘米,纵向主要是根。同时,您可以查看中国污水处理工程网络的更多技术文档。

2.3氧化还原电位(ORP)比较
在植物稳定生长期间测量了废水和床的ORP,结果示于表5。


从表5中可以看出,除空白床外,各床的DO浓度略高于进水的DO浓度(0.5-1.0 mg / L),表明植物对床有一定的氧迁移作用,且床DO最高,3第四床是第二床。床内的ORP为负,床通常处于还原状态,内部氧气供应不足。该条件有利于反硝化,不利于硝化和好氧反应。比较每个单位床的ORP,第二床位最高,第三床位和第四床位第二,第一床位最低,表明芦苇具有最强的氧气吸收能力在植物床上,而空白床由于没有植物氧气而处于严重状态。缺氧状态。
从以上分析可以看出,2号床和3号床是更合适的人工复合生态床。 3号床综合去除各种污染物的效果最好,白色种植具有一定的经济价值。

2.4植物对氮和磷去除的影响
湿地系统中的氮去除主要包括作物吸收,生物氮去除和氮挥发。生活污水中的氮通常以有机氮和氨(也可能是铵离子)的形式存在。在土壤-植物系统中,有机氮首先被拦截或沉淀,然后在微生物的作用下转化为铵态氮。由于土壤颗粒带负电荷,因此铵离子易于吸附,土壤微生物可以通过硝化作用吸收铵离子。转化为NO3-后,土壤可以恢复铵离子的吸附功能。土壤对负电荷的NO3-没有吸附保留能力,NO3-可以被植物根吸收而成为植物养分或通过反硝化作用挥发,最终转化为N2或N2O。从湿地系统中去除磷主要涉及不溶性钙,铁,铝和其他化合物的形成以及植物的吸收。当使用地下流动系统时,可以使用适当的土壤和介质来提高除磷效果。当一定量的粘土或介质中含有铁或铝离子时,可以进一步提高除磷效果。

在测试的第120天测量系统中植物的参数。结果示于表6和7。


从表6和表7中,可以计算出在操作期间通过植物吸收而去除的总氮(Nplant)和总磷(Pplant)。可以从进水和出水以及进水口和出水口的总氮和总磷浓度获得此期间的总氮(Nin)和总排放量(Nout),总磷(Pin)以及总磷排放量。总金额(支出)。测试系统中使用的填充土壤的pH值是中性的,因此可以忽略氮的挥发损失,从而获得在系统运行期间通过生物脱氮去除的氮量,Nb = Nin-Nplant-Nout和吸附通过沉淀和介质。除磷量为Pa = Pin-Pplant-Pout,计算结果如图2和3所示。

从图2可以看出,通过反硝化除去的总氮约占总氮含量的40%。可以看出,反硝化是脱氮的主要途径。植物吸收的总氮占总氮的10%。 %〜19%也是反硝化的重要方法。从图3可以看出,通过沉淀和吸附去除的磷量约占加药量的50%(这是除磷的主要途径),而植物的吸收量约占9%至16%。

相比之下,位于3号床的植物对氮和磷的吸收最高,而位于4号床的植物最小。因为第三床的植物,特别是白色的植物,生长最大,而第四床的cal蒲的生长最小,生长量最小,这也从另一个角度解释了为什么第三床对植物的生长效果更好。去除污染物。 。可以看出,氮和磷的吸收能力很强,而芦苇介于两者之间,但芦苇的根部具有很强的氧传输能力。鉴于水生植物对污水中的氮和磷具有一定的吸收能力,因此定期在人工复合生态床中收获植物还可以促进系统中氮和磷的去除。

2.5污染物减少量的计算
以试验中使用的污水沟为例,计算了人工复合生态床中污染物的减少量。污水流量为10m3 / h(240m3 / d),是根据3号床的处理效果计算得出的。当水力负荷为30cm / d时,处理系统需要800m2的地面空间,并且平均去除量COD,N和TP的量。 COD,TN和TP的比例分别为4.45、0.35和0.039 t / a,分别为15.25、1.193和0.134 g /(m2·d)。与普通湿地系统相比,该过程具有较高的水力负荷,并且占地面积大小。

3结论
1在高水力负载(30cm / d)下,每个单元床的出水质量更好。 COD,TN,氨氮和TP的去除率分别为59.6%〜70.6%,50.4%〜60.6%,70.8%〜83.0。 %和55.0%至66.0%。人工复合生态床对COD,TN和TP的去除分别为15.25、1.193和0.134g /(m2·d)。

2芦苇具有很强的输送氧气的能力,而美白则具有很强的吸收氮和磷的能力。因此,混合芦苇和苜蓿是一种很好的种植方法。

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