基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究

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1、第28卷第5期重庆工商大学学报(自然科学版)2011年10月Vol.28NO．5JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)Oct.2011文章编号:1672－058X(2011)05－0543－04*基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究12111王晓雪，李杰，钟成华，刘洁，夏晓芳(1．重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067;2．重庆市南岸区环境监测站，重庆400060)摘要:构建了粉煤灰+石灰石混合基质床人工湿地处理养殖废水，并与石灰石单一基质床相比较，结果表明，粉煤灰是一种磷吸附能力很强的基质，在人工湿地中填充粉煤灰

2、和石灰石组成的混合基质可以明显提高磷去除效率，而且粉煤灰还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除;磷素在人工湿地中的主要去除机理是基质吸附，因此加大基质填充深度增加基质填充量可以明显提高磷的去除;而氨氮的主要去除机理为硝化/反硝化反应，湿地内部溶解氧是限制其去除的关键因素，因此增加基质填充高度虽然能增强反硝化作用，但不能增加复氧而强化硝化作用，故对氨氮的去除影响很小。关键词:混合基质;人工湿地;脱氮除磷中图分类号:O599文献标志码:A人工湿地(constructedwetlands)指为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱［1］和基质、挺水与沉

3、水植被、动物和水体组成的复合体。人工湿地作为完整的生态系统，主要包括基质、植物、微生物和水体四要素。其中人工湿地中基质又被称为填料，基质不但为植物及微生物生长提供了重要［2］的生长场所，同时对污染物尤其是磷的去除起着重要的作用。因此，根据理化特性选择合适的基质材料构建人工湿地，是提高湿地脱氮除磷效果的重要措施。研究以粉煤灰+石灰石混合基质为研究对象，研究了对人工湿地脱氮除磷的效果，且与石灰石单一基质进行了比较。另外还研究了不同基质填充深度对氮、磷去除效果的影响。1材料与方法1．1实验材料［3］构建了厌氧池+人工湿地+生物塘系统用于牛养殖场混合废水处理。其中人工湿地

4、为四级波式流人工山地湿地，每一级由两个并联床体组成，通过在床体内部设置隔板使每个床体分成六格，每格尺寸1×220．6m，每一级总面积为7．2m。第二级湿地其中一个床体填充石灰石和粉煤灰2∶1组成的混合基质(床体编号为2nd－M)，另一个床体填充单一的石灰石基质作为对比(床体编号为2nd－S)，填充深度为0．4m，种植风车草;第三级湿地其中一个床体填充石灰石和粉煤灰1∶1组成的混合基质(床体编号为3rd－M)，另一个床体同样填充单一的石灰石基质作为对比(床体编号为3rd－S)，填充深度为0．8m，种植美人蕉。1．2测定方法3在运行期间，受降雨等因素影响，进水量在2．

5、8～9．0m/d之间波动，但大部分时间进水量比较稳定，约为36m/天。在5-9月期间，分别监测了第二、三级人工湿地并联床体进水和出水的N、P浓度。其中TN采用碱性收稿日期:2010－03－05;修回日期:2010－09－25．*基金项目:重庆市科技攻关计划项目资助(CSTC，2009AD7204)．作者简介:王晓雪(1984－)，女，河北张家口人，硕士研究生，从事水污染控制研究．通讯作者:钟成华(1960－)，男，四川乐山人，教授，从事水污染防治理论与技术研究．第5期王晓雪，等:基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究537图1废水处理工艺流程+［4］过硫酸钾消解紫外分

6、光光度法，NH4－N采用纳氏试剂分光光度法，TP采用钼酸铵分光光度法。2实验结果2．1除磷效果比较研究结果表明，混合基质(粉煤灰+石灰石)床比只采用单一基质(石灰石)床的除磷效果要好。其中，在第二级人工湿地，混合基质床体(粉煤灰+石灰石)对磷的去除率为17%～27%，单一基质(石灰石)床对磷去除率只有9%～15%，因此，混合基质床相比单一基质床磷去除率高6%～12%;在去除负荷量方面，混合基质(粉煤灰+石灰石)去2除负荷为1．7～2．7g/m/d，比石灰石单一基质床体2去除负荷高0．6～1．2g/m/d;在第三级人工湿地，混合基质(粉煤灰+石灰石)床体磷去除率为4

7、0%图2不同基质床体总磷去除效果比较2～46%，去除负荷为3．2～3．7g/m/d，与单一基质2床相比，磷去除率高11%～24%，去除负荷高1．0～1．9g/m/d。单一基质(石灰石床体)和混合基质(粉煤灰+石灰石床体)对除磷效果的比较(如图2)。2．2脱氮效果比较研究基质对氮的去除的影响，从图3和图4可以看出，混合基质(粉煤灰+石灰石)床和单一基质(石灰石)床并列床体间对总氮和氨氮去除效果差异不是很明显，但总体上混合基质床体对氮去除率略高。在第二级湿地中，混合基质(粉煤灰+石灰石)床体对氨氮去除率为23%～30%，总氮去除率为20%～37%，而单一基质(石灰石)

8、床体氨氮去