高负荷生态滤床处理城市河道景观水的中试研究

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1、高负荷生态滤床处理城市河道景观水的中试研究摘要：为研究水力负荷对生态滤床处理效果的影响，创新性地提出了采用高水力负荷（水力负荷高出标准生态滤床约5倍）生态滤床对东营市利三沟水系南段水域进行中试试验研究，对水力负荷选取4～7m3/（m2・h），探究了水力负荷对生态滤床净化能力的影响。研究表明：水力负荷是影响生态滤床净化污染物的重要因素，其在4～7m3/（m2・h）的范围内，COD、氨氮和TP的去除率均随着水力负荷的增大先增大后减小，而TN的去除率却随着水力负荷的增大而快速减小。综合考虑水力负荷对CODCr、氨氮及TN、TP等污染物净化效果的影响，以及对

2、经济效益的影响，最佳水力负荷选为4m3/（m2・h）。中国7/vie　　关键词：高水力负荷；生态滤床；城市河道　　中图分类号：X522　　文献标识码：A：1674-9944（2017）6-0026-04　　1引言　　城市景观水体具有水域面积小，与人居环境联系紧密，易受污染，水体自净能力差等特点，加之生活污水、地表径流的注入，使得水中污染物增加，尤其是氮、磷营养元素积累，温度较高时极易造成水体富营养化，甚至爆发水华，严重影响水体生态和周围环境[1]。东营市水系水体长期依赖换水保持水质清洁，造成其自身生态修复能力较弱，且换水费用较高。治理城市景观水是一项

3、复杂的系统工程，目前国内外在使用的城市景观水治理及修复技术主要有物理法、化学法和生物法[2]。针对当前城市景观水环境问题，结合东营市河道水自身特点，对国内外生态滤床技术研究、总结的基础上，提出对东营河道水体的治理采用一种新型高负荷生态滤床工艺。　　生态滤床（BF）集生物氧化过程与固液分离于一体，具有投资少、建筑面积小、运行和维护费用低等优点，被广泛用于污水厂出水的深度处理及水源水的预处理[3，4]。高负荷生态滤床具有传质速率高，生物量大，微生物种类多等特点，且具有同滤床相似的过滤作用，容易挂膜，能够处理不同浓度废水，处理工艺流程和设备结构简单，不会出

4、现污泥膨胀。本文研究了生态滤床在超高水力负荷条件下，水力负荷的变动对城市河道景观水水质净化效果和有机污染物去除的影响，以期为今后实际应用中工艺参数的设计提供理论参考和技术支撑。　　2材料与方法　　2.1实验装置　　本实验装置采用超高水力负荷的进水模式，利用单组循环复氧生态系统对河道水体污染物的去除效果进行研究，该实验装置采用撬装化钢板整体结构，双系统并行实验流程，并根据水质特点进行针对性选择填料，单组循环复氧生态系统如图1所示。　　在实验河道，创新性的运用分布式的方式，在河岸两边放置多个生态滤床同时运行，共同净化河水水质，并且生态滤床上部的水生植物成

5、为很好的景观。由于处于中试阶段，为模拟多个生态滤床共同工作的情形，在水下安装一个10m3的水箱与之对应，形成一个整体的实验体系，生态滤床系统如图2所示。实验初始泵入10m3水进入水箱，之后，河水自下而上进入滤床，其中携带的悬浮物被截留，当水位上升到虹吸管顶部并超过后，则产生虹吸出水重新进入水箱。在进出水过程中，空气吸入填料孔隙之中，与填料中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料表面生物膜中的好氧微生物生长繁殖，促进河道水中污染物分解，使水质得到净化[5～7]。生态滤床的进水管设置水阀，能有效控制水力负荷。　　滤床断面面积为1m2，滤料有效深度为1.2m

6、，填料分3层，依次填充3～5cm的陶粒，0.8～1cm的粗砂，0.3～0.5cm细沙，见图3。　　2.2运行条件　　本研究选取山东省东营市利三沟水系南段水域作为典型试验区域进行现场中试试验，生态滤床安装在利三沟水系源头，水箱安装在水面以下。　　在设备运行稳定后，利用进水水阀有效控制水力负荷，在相同运行条件下，研究生态滤床在水力负荷分别为4m3/（m2・h）、5m3/（m2・h）、6m3/（m2・h）、7m3/（m2・h）时，对水质污染物去除效果的影响。　　2.3�O测项目与分析方法　　水质分析化验方法采用国家环境保护局规定的有关标准分析方法（表1）对

7、该污水进行检测。CODCr采用重铬酸钾法（GB/T11914-1987）；NH+4-N采用纳试剂分光光度法（GB/T7479-1987）；TN采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法（GB/T11894-1989）；TP采用过硫酸钾氧化-钼锑抗分光光度法（GB/T11893-1989）[8]。　　3实验结果与讨论　　3.1CODCr去除效果的分析　　图4为生态滤床的水力负荷分别为4m3/（m2・h）、5m3/（m2・h）、6m3/（m2・h）、7m3/（m2・h）时，对CODCr去除率的影响。由图4可以看出，水力负荷在4～7m3/（m2・h）范围内，生态滤床

8、对水中有机物的去除率均为62%以上。水力负荷为5m3/（m2・h）时，CODCr的去除率最大，达到78.04