复合流人工湿地处理小城镇生活污水实验研究

摘要

人工湿地是一种投资省、管理维护简单、处理效果好的污水生态处理技术，被广泛应用于中小城镇、农村地区的生活污水的处理。本实验以芦苇和美人蕉为供试植物构建垂直流人工湿地处理单元，将其串联后组成2个复合流人工湿地处理系统。以模拟生活废水为处理对象，开展了水力停留时间（HRT）、曝气增氧、多点进水等因素对人工湿地系统去除COD、N、P和抗生素的影响研究。主要结论如下：
　　（1）HRT优化实验中，HRT=3.0d时，美人蕉人工湿地系统和芦苇人工湿地系统对各类污染物的去除率最高；芦苇人工湿地系统对COD、TN、NH3-N、TP、PO43-的去除能力高于美人蕉人工湿地系统。随着HRT的增大，美人蕉人工湿地系统和芦苇人工湿地系统中COD、TP、PO43-、四环素、土霉素和金霉素去除率先显著增大再缓慢增大，最高去除率分别为80.72±1.21％、65.67±5.26%、61.82±2.64%、97.27%、91.18%、83.43%和86.99±1.86%、79.38±5.45%、78.08±3.26%、97.71%、91.46%、86.68%，而TN、NH3-N去除率则随HRT增大而一直缓慢增大，最高去除率分别为33.60±0.86%、29.13±2.71%和38.27±4.86%、36.68±3.15%。不同HRT下，人工湿地系统对COD、氮素的去除主要依靠前面两个垂直流湿地单元的降解作用完成的，对磷素的去除则是三个垂直流湿地单元共同作用而完成的，对四环素、土霉素和金霉素的去除则主要是在第一个垂直流湿地单元中完成，这些四环素类抗生素大部分是靠基质的吸附和吸收作用而被去除的。
　　（2）曝气增氧实验中，随气水比的增大，美人蕉人工湿地系统和芦苇人工湿地系统中COD、TN、NH3-N、TP和PO43-去除率均是先迅速增大再缓慢增大，而四环素、土霉素和金霉素去除率随气水比增大，去除率变化不大。芦苇人工湿地系统对总氮和氨氮的去除率高于美人蕉人工湿地系统，而对COD、TP、PO43-、四环素、土霉素和金霉素去除率则与美人蕉人工湿地系统相差不大。气水比为15-45时，人工湿地系统对COD、TP和PO43-的去除率变化不大，此时，COD去除率在83-85%之间，TP和PO43-去除率均高于98%。气水比为15、30和45时，美人蕉人工湿地系统和芦苇人工湿地系统对TN去除率比不曝气时分别提高了14.72%、31.58%、66.56%和32.48%、72.69%、73.52%，对NH3-N去除率比不曝气时分别提高了37.15%、68.69%、78.71%和71.86%、81.54%、84.24%，美人蕉人工湿地系统和芦苇人工湿地系统对四环素、土霉素和金霉素的去除率均在75.65%-79.78%、78.83%-80.46%、52.53%-54.69%之间。综合考虑，曝气量以气水比30为宜。
　　（3）多点进水能够稍微提高人工湿地系统中COD、TN、NH3-N、TP和PO43-的去除效率，同时能够明显提高四环素、土霉素和金霉素的去除效率。美人蕉人工湿地系统与芦苇人工湿地系统去除COD最佳进水流量比分别为1:2和2:1，此时去除效率分别为86.38±2.84%和85.97±3.53%。去除TN、NH3-N、TP、PO43-、四环素、土霉素、金霉素的最佳进水流量比均为1:1。进水流量比为1:0即一端进水时各污染物的去除效率最低，美人蕉人工湿地系统与芦苇人工湿地系统中COD、TN、NH3-N、TP、PO43-、四环素、土霉素和金霉素的去除效率分别为82.34±5.06%、47.31±2.44%、86.84±2.38%、94.91±0.59%、96.71±0.08%、77.37%、79.74%、50.50%和82.16±3.20%、91.50±0.18%、96.50±1.42%、94.64±0.32%、98.54±0.32%、82.39%、77.70%和58.98%。

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1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 小城镇污水处理技术

1.3 人工湿地处理技术

1.4 研究目的与意义

1.5 研究内容及技术路线

2 实验材料与方法

2.1 试验装置

2.2 实验进水水质及分析方法

3 HRT对不同复合流人工湿地去除污染物能力的影响

3.1 HRT对人工湿地去除COD效率的影响

3.2 HRT对人工湿地去除N素效率的影响

3.3 HRT对人工湿地去除P素效率的影响

3.4 HRT对人工湿地去除四环素类抗生素效率的影响

3.5 本章小结

4 复合流人工湿地处理生活污水的强化措施

4.1 曝气对复合垂直流人工湿地处理污染物的影响

4.2 多点进水对复合垂直流人工湿地处理污染物的影响

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

致谢