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表面流与潜流式生态床处理农村污水(1)(2)

2017-06-29 01:01 50～802～82～40.5～1.00.5～1.07.0～8.0水力负荷(cm/d)cod负荷[g/(m3·d)]总氮负荷[gn/(m3·d)]总磷负荷[gp/(m3·d)]3021.61.970.21

表2　运行条件

2　结果与讨论2.1　生态床对污染物的去除效果
　　三种生态床对污染物的去除效果见表3。项目codtnnh4 -ntp进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)对照床61～7223～3055.6～62.64.9～7.83.0～4.838.5～6 0.01.9～2.80.4～1.162.7～82.80.58～0.970.24～0.3254.0～58.7潜流式61～7215～2367.1～75.44.9～7.81.8～3.257.0 ～64.01.9～2.80.3～0.872.5～86.40.58～0.970.19～0.2862.2～67.2表面流61～7220～3157～69.04.9～7.81.6～3.25 9.4～ 65.31.9～2.80.1～0.480.1～95.20.58～0.970.20～0.2959.7～64.2

表3　三种生态床对污染物的去除效果(2001年3月—2001年7月)

　　从表3可以看出，有植物的床体对污染物的去除效果优于无植物床体。植物能够提高处理效果的主要原因可归纳为：一是植物的生长改变了生态床的流态，如生长的植物根系和植物茎杆对水流的阻碍作用(表面流床体)有利于均匀布水，延长了系统实际的水力停留时间；二是植物的根系和残枝败叶为水中微生物的生长提供了栖息场所[4]，根系会创造有利于各种微生物生长的微环境，植物根茎的延伸会在植物根系附近形成有利硝化作用的好氧微区，同时在远离根系的厌氧区里含有大量可利用的碳源，这又提供了反硝化条件[5]；三是植物生长对各种营养物尤其是硝酸盐氮具有吸收作用。
2.2　不同流态床体的除污效果比较
　　在潜流式床体中，由于污水在填料内部渗流，因此可充分利用填料表面及植物根系上的微生物及其他各种作用来处理污水[6]；而在表面流床体中污染物主要是在自由水面进行分解的，植物的水下茎杆和残枝败叶可能起最主要的作用，它们为水中微生物的生长提供了栖息场所。
　　从表3可以看出，潜流式床体对cod的去除率要高于表面流床体，另外潜流式床体的出水很清澈，而表面流床体出水中可见到明显的悬浮物。这是因为在潜流式生态床系统中可沉降的那部分有机物可由沉积和过滤作用快速去除，而溶解的那部分有机物的去除主要是依靠填料和根系表面附着生长微生物的作用；在表面流生态床系统中有机物的去除主要依靠水面近乎静止沉淀的条件和表面茎杆附着的微生物的作用。由于前者具有良好的过滤作用，且微生物反应区面积较大，故对有机物的去除效果要明显高于后者。
　　表面流床体对tn的去除效果与潜流式床体相近，但对nh4 -n的去除效率明显好于潜流式床体。生态床系统的除氮机理主要包括水生植物的吸收和微生物的硝化/反硝化。试验中表面流床体中所种植的水生植物长势要明显好于潜流式床体，特别是茭白，其枝叶粗大繁密，在4个月的时间内由0.4m长高到3.0m(潜流式床体中茭白的高度为2.5m)，其生长量大于潜流式床体中的植物(见表4)，这与茭白嗜水的习性有着密切的关系。水生植物的茁壮生长会使根系有更强的输氧作用，对硝化反应有促进作用。另外，表面流床体的水面长有一层浮萍，长势非常迅速，其对nh4 -n的去除也起到了一定的作用。许多湿地植物可直接利用氨氮作为氮源，从而在生长过程中能去除大量氮素，尽管表面流系统中污水与微生物接触的面积要小于潜流式，但依靠水生植物的直接作用(见表5)仍可使其对氨氮的去除好于潜流式床体。