人工濕地處理小規(guī)模城市生活污水cod

人工濕地處理小規(guī)模城市生活污水cod

近年來(lái)，建成濕地人工處理污染廢水、含多種污染物但濃度較低的廢水徑流，難以從有機(jī)廢水中分解，取得了滿(mǎn)意的效果。這比其他廢水處理技術(shù)更有效。本文選用新型材料海泡石作為基質(zhì),配以在人工濕地中使用尚少的植物香根草,研究潛流式人工濕地床處理小規(guī)模城市生活污水CODcr的效果。一、實(shí)驗(yàn)部分1.實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與安裝(1)材料。海泡石,產(chǎn)于江西省樂(lè)平市;香根草,取自于南昌百花洲;蘆葦,校園;沙,煤渣。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與安裝。參考文獻(xiàn)濕地實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)造構(gòu)建本實(shí)驗(yàn)裝置(見(jiàn)圖1)。填料的填充方式為:底層鋪設(shè)7cm~10cm厚礫石層,礫石層上鋪設(shè)基質(zhì)高度至50cm,海泡石敲碎后加入池中,水生植物種植于填料之上,平均每個(gè)濕地種植6~9株,在人工濕地中培養(yǎng)成活。2.儀器和設(shè)備。xj-、tn、tp消耗器、721可見(jiàn)分光光度計(jì)、wq-2水質(zhì)參數(shù)測(cè)定3.分析檢測(cè)器。copdr，重鉻酸鹽法gb1114-89；根據(jù)五個(gè)水質(zhì)參數(shù)，溫度和電導(dǎo)率通過(guò)五個(gè)水質(zhì)參數(shù)測(cè)定4.不同材料組合的污水處理系統(tǒng)研究不同水力負(fù)荷、濃度及溫度下,人工濕地床對(duì)小流量生活污水的CODcr處理效果,初步分析濕地床處理污水的工作原理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。植物、填料組合方案:按不同植物和填料組合成4個(gè)系統(tǒng),各個(gè)系統(tǒng)組合見(jiàn)表1。共設(shè)計(jì)15L、30L和45L三種流量,各流量包含低、中、高三種濃度,采用間歇進(jìn)排水的工作方式,排水時(shí)間間隔分別為1d、2d和4d,采樣時(shí)間間隔為2h、6h、24h、48h和72h。二、結(jié)果與討論1.cocdr的去除(1)不同植物-填料組合方案CODcr濃度變化。采用間歇式進(jìn)水方案,水力停留時(shí)間(HRT)選擇進(jìn)水量與水力停留時(shí)間成正比的方式:進(jìn)水15L時(shí)停留1d,進(jìn)水30L時(shí)停留2d,進(jìn)水45L時(shí)停留4d以上。因2#進(jìn)30L水量時(shí)已經(jīng)達(dá)到了其最大飽和容量,故2#只選擇了15L和30L兩個(gè)流量。各個(gè)濕地系統(tǒng)在不同水力負(fù)荷條件下,對(duì)不同濃度的生活污水中CODcr的去除情況如圖所示(圖略)。結(jié)果表明,進(jìn)水CODcr變化幅度雖然很大,但出水一直較穩(wěn)定,基本維持在50mg/L左右,僅在水力負(fù)荷大且濃度高時(shí)出水CODcr達(dá)到70mg/L以上。(2)不同負(fù)荷下CODcr去除率。污染物容積負(fù)荷公式為:(進(jìn)水濃度×進(jìn)水體積的積)/填料床有效容積。從圖2中可以看出:1#進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷在220g/m3d時(shí)去除率達(dá)到的最大值為94.6%,隨著有機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步增大,去除率呈現(xiàn)略微下降的趨勢(shì),但仍然保持在80%以上的去除效果,說(shuō)明1#濕地對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力;2#進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷在220g/m3d以下,去除率隨進(jìn)水負(fù)荷的增加略有提高,但隨著有機(jī)負(fù)荷的進(jìn)一步提高后,去除率呈現(xiàn)急劇下降趨勢(shì),最低去除率接近40%;3#與4#濕地去除率基本上一致,只有在有機(jī)物負(fù)荷在220g/m3d時(shí),4#比3#具有更好的去除率,從整體上看,3#對(duì)有機(jī)負(fù)荷的抗沖擊能力比4#稍強(qiáng)一些,CODcr去除能力也要比4#稍好。人工濕地對(duì)生活污水CODcr的去除率均達(dá)到了60%以上,并且隨著有機(jī)負(fù)荷的增高,去除率呈上升趨勢(shì)。四座濕地對(duì)有機(jī)負(fù)荷的抗沖擊能力排序?yàn)?1#>3#>4#>2#。2.人工濕地的cocdr采用間歇式進(jìn)水,按進(jìn)水后2h、6h、24h、48h等時(shí)間間隔取樣分析水中污染物隨時(shí)間的變化情況。選用的數(shù)據(jù)為濕地運(yùn)行幾個(gè)月后取得,性質(zhì)已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定。進(jìn)水流量30L,進(jìn)水CODcr濃度146.7mg/L。各個(gè)濕地隨時(shí)間CODcr變化的趨勢(shì)見(jiàn)圖3。從圖3中可以看出,從進(jìn)水到第二次采樣的6h中,四座人工濕地的出水CODcr均呈快速下降趨勢(shì),CODcr去除率基本上占最終去除率的70%以上,特別是2#濕地,達(dá)到了90.9%。1#濕地之所以與其他三座濕地在圖形上存在差異,是由于1#基質(zhì)性質(zhì)不同造成的,煤渣的孔隙率要比沙及海泡石大很多,濕地床中污染物分布均勻性良好。3.溫度對(duì)濕地除cocdr能力的影響從圖4可以看出,溫度在濕地系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污染物的去除中作用不是很明顯。只有當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)(1.5℃),濕地系統(tǒng)的去除CODcr能力稍有下降。在潛流濕地中,在填料表面以下流動(dòng)的水流受到植物和填料的保護(hù),因而具有較好的保溫性能,受溫度影響小。4.codcr濃度自u(píng)e第5類(lèi)cocdr+c(1)動(dòng)力學(xué)模型的建立。擬采用一階動(dòng)力學(xué)模型模擬香根草—海泡石濕地系統(tǒng)對(duì)模擬生活污水中CODcr的去除規(guī)律,其中,C0表示進(jìn)水CODcr濃度,Ce表示出水CODcr濃度。一階動(dòng)力學(xué)模型公式為:對(duì)方程變形整理后,得:(2)CODcr去除規(guī)律研究。進(jìn)水CODcr濃度為220mg/L,根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù),得ln(Ce/C0)隨時(shí)間變化規(guī)律(見(jiàn)圖5)。根據(jù)所得到的數(shù)據(jù),用最小二乘法模擬曲線,得到趨勢(shì)線方程,則此方程可認(rèn)為是3#濕地系統(tǒng)有機(jī)物去除的一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型:方程的相關(guān)系數(shù)R=0.9592,基本可以模擬香根草—海泡石濕地系統(tǒng)對(duì)CODcr的去除規(guī)律。三、結(jié)論1.codr可顯著去除沼澤，回收率可達(dá)到80%左右2.四個(gè)濕地的有機(jī)負(fù)荷抗沖擊能力分別為1.3、4.4和23.溫度對(duì)濕地的處理沒(méi)有顯著影響