人工湿地对农村生活污水的处理.pptx

人工构建土壤湿地对农村生活污人工构建土壤湿地对农村生活污水的处理水的处理 农村污水现状农村污水现状我国有我国有3亿多农村人口喝不到安全的饮用水，亿多农村人口喝不到安全的饮用水，其中大约超过其中大约超过60%是是 因为人为因素导致的水质因为人为因素导致的水质不达标。不达标。96%的农村没有排水系统和污水处理系统，的农村没有排水系统和污水处理系统，直接排入周边的河流湖、泊，造成了水环境的直接排入周边的河流湖、泊，造成了水环境的污染。污染。生活污水也是疾病传播生活污水也是疾病传播 扩散的源头，容易扩散的源头，容易造成部分地区传染病、人畜共生病的肆虐。造成部分地区传染病、人畜共生病的肆虐。首先首先农村生活村生活污水一般没有固定的排水一般没有固定的排污口，排放口口，排放口比比较分散，具有排放量小、点多、面广等特点。分散，具有排放量小、点多、面广等特点。其次其次农村生活村生活污水主要包括洗水主要包括洗涤、洗浴和厨房用、洗浴和厨房用废水及人、畜、水及人、畜、粪、尿和家禽养殖、尿和家禽养殖废水，具有水，具有污染物染物成分成分简单，易，易处理，水量理，水量变化大等特点。化大等特点。农村污水的农村污水的特殊性特殊性农村生活污水处理现状农村生活污水处理现状国内应用较多的农村污水处理技术有国内应用较多的农村污水处理技术有化粪池化粪池、沼气池沼气池、氧化塘氧化塘、土地处理土地处理、氧化沟氧化沟等。国际主要应用等。国际主要应用生物膜技生物膜技术术、人工湿地人工湿地、土地处理土地处理等。等。人工湿地人工湿地是是20世纪世纪70年代发展起来的技术，具有高效年代发展起来的技术，具有高效率、低成本、出水品质高，但其占地面积大、卫生条件率、低成本、出水品质高，但其占地面积大、卫生条件差、受季节影响大。差、受季节影响大。土地处理系统土地处理系统是在用污水灌溉农田的基础上发展起来是在用污水灌溉农田的基础上发展起来的也是一种污水处理的生态工程技术。但土地处理系统的也是一种污水处理的生态工程技术。但土地处理系统不适合处理有机负荷大、酸碱度高的污水，因为土壤浅不适合处理有机负荷大、酸碱度高的污水，因为土壤浅层容易发生严重的堵塞，另外处理效果也与当地土壤类层容易发生严重的堵塞，另外处理效果也与当地土壤类型有关系。型有关系。本实验采用的处理系统借鉴了土地处理系统和人工湿本实验采用的处理系统借鉴了土地处理系统和人工湿地的优点，并取长补短开发了有自身特色的新型污水处地的优点，并取长补短开发了有自身特色的新型污水处理技术。理技术。试验装置共四层：第一层为绿化层，第二层为土壤层，第三层为活性污泥基质层主要为活性污泥 粘土和沙子，第四层为碎石层，碎石直100mm150mm依次增加。气候条件：试验地安徽蚌埠属亚热带季风性气候，气候条件：试验地安徽蚌埠属亚热带季风性气候，雨量充沛，四季分明。年平均气温雨量充沛，四季分明。年平均气温15.1度，度，1月气月气温最低，平均气温温最低，平均气温1度，度，7月气温最高，平均气温月气温最高，平均气温28.7度。年降水量度。年降水量905.4mm，夏季，夏季467.4mm，春，春季季200.5mm,秋季秋季160.7mm,冬季冬季70.4mm。人工土壤湿地自2010年10月开始启动，采用连续进水方式。系统经历了启动和稳定运行阶段，启动阶段主要以植物生长和培养微生物为目的。2010年11月系统进入稳定运行阶段正式试验。配水配水：试验中系统进水采用模拟蚌埠地区生活污水配水，系统进水量150L/d,连续进水，水力停留时间为2.5天，水力负荷为0.14m/(m*d)。取样：取样：2010年11月至2011年10月进行系统监测，分析进水 出水及沿程取样管的水质，每周两次下午5点取样。检测方法：检测方法：样品在规定时间内按照国家环境监测标准的方法进行污染指标测定。季节变化对季节变化对CODcr变化的影响变化的影响图二表明，从总体趋势来看，随季节的变化湿地中CODcr的变化依次是：夏季春季秋季冬季。4,5月份为春季，植物生长迅速，根系对有机物的吸收在增加。在夏季达到顶点，最高达90%。在8月份植物由成熟逐渐枯萎，对有机物的吸收也开始降低。值得注意的是季节的变化即植物的生长状态对CODcr的总体变化趋势影响并不大，在冬季，CODcr去除率仍达74%，出水CODcr仍低于40mg/l。可见植物在CODcr去除过程中作用并不占主要地位，甚至较小。氨氮去除效率的季节性变化规律氨氮去除效率的季节性变化规律从图三中可以看出，氨氮的去除效果随季节的变化趋势与CODcr，但变化程度要较CODcr大很多，由此可见氨氮的去除效果更容易受季节变化的影响。主要原因是，人工土壤湿地中氨氮的去除主要依靠好氧硝化细菌的硝化作用和植物的吸收作用。硝化细菌为好氧微生物，对温度的变化非常敏感，夏季温度高，硝化细菌的活性高数量多，同时植物光合作用增加了水中的氧，有利于硝化作用;另一方面夏季对氨氮的吸收也增强，吸收率98%。秋季植物枯萎对氮的吸收下降，温度降低也使硝化细菌活性降低，导致氨氮去除率下降。由于土壤层起到一定保温作用，使处在系统中部的硝化细菌在冬天也能保持一定的活性。TP去除效率的季节变化规律去除效率的季节变化规律从图4可以看出，夏季总磷去除率最高，春秋冬季的总磷去除率相差不大，总体变化趋势同CODcr，但变化程度要比CODcr大很多。土壤湿地中磷主要通过植物吸收和土壤吸附及土壤的物理化学作用去除，微生物作用较小。土壤对磷的作用不收季节和温度的影响，因此总磷去除率变化趋势较为缓和，克服了人工湿地的缺点。夏季气温高，植物生长处于旺盛期植物的吸收及根系的生长对磷的截留利用程度大，总磷的去除率也达到了90%。由于土壤湿地处理系统效果在由于土壤湿地处理系统效果在8月份月份处于中等水平，具有代表意义，因此，选处于中等水平，具有代表意义，因此，选取取2011年年8月月15日到日到8月月21日的检测数据展日的检测数据展现污染物随垂直方向的变化趋势。现污染物随垂直方向的变化趋势。从图5可以看出，进水CODcr浓度有波动（167203mg/l），但出水CODcr浓度均低于50mg/l，稳定达到城镇污水一级排放标准。这说明人工土壤湿地处理系统具有一定的耐冲击负荷能力。污水通过植物土壤层、好氧微生物层，CODcr即降低至50mg/l以下。根据CODcr关于季节变化对去除效率的结论，可以得出以下结论：土壤和好氧微生物对有机物的去除有很大的作用。污染物，土壤层被截留下来，为微生物的生长提供了营养物质，而由于系统中部设有水平布气管，有利于好氧微生物的生长，更强化了微生物对有机物的吸收和降解，解决了土地处理系统和人工湿地对CODcr去除效率较低的问题。如图6所示氨氮的去除主要集中在植物土壤层和好氧微生物层，这与氨氮的去除机理是相符合的。.氨氮经过植物根系的吸收和表层土壤中硝化细菌的作用，氨氮浓度降低至20mg/l以下。.氨氮被处于系统中部的好氧微生物层的硝化细菌和其他好氧微生物进一步的吸收和利用，其浓度降低至10mg/l以下。.进入兼氧缺氧层，被兼氧和厌氧微生物利用由于该类微生物的活性较弱对氨氮的需求较小，因此作用较小，氨氮浓度降至8mg/l以下。但此层中存在的反硝化细菌可以利用硝态氨，将其转化为氮气释放到大气中。磷在人工土壤湿地中去除的原理主要包括微生物的正常同化作用、聚磷菌的过量摄磷作用、土壤的物理化学作用及植物根系的吸收。污水中磷主要以正磷酸盐、多磷酸盐、有机磷酸酯的形式存在，而磷酸盐极易在土壤中产生化学沉淀固定下来，而土壤中的次生粘土矿物也容易吸附和固定磷。从图7可以看出，湿地系统的一二三层都对磷有去除作用。第一层是植物土壤层，土壤对有机磷的吸收有很大作用。第二层是好氧微生物层，这里的微生物对磷的作用主要以同化作用为主，但土壤的物理化学作用仍存在。第三层为兼氧和缺氧层，主要是厌氧聚磷菌和土壤在起作用。