經(jīng)濟(jì)型水生植物濾床農(nóng)村生活污水尾水深度處理研究.pdf

1、農(nóng)村生活污水是太湖流域富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因，因此合理的選擇農(nóng)村生活污水處理工藝，不僅可使出水達(dá)標(biāo)排放，降低污染風(fēng)險(xiǎn)，也通過(guò)污水的深度凈化處理，可將尾水的氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素資源化利用，使其產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文采用兩級(jí)水生植物濾床工藝處理農(nóng)村生活污水生物處理工藝的尾水，通過(guò)篩選經(jīng)濟(jì)型植物并對(duì)其進(jìn)行不同的梯次搭配，豐富濾床植物種類，提高經(jīng)濟(jì)型水生植物濾床的處理效果，達(dá)到構(gòu)建“污染凈化型農(nóng)業(yè)”實(shí)現(xiàn)氮磷資源化的目標(biāo)。主要研究成果如下:
　　(

2、1)夏秋季節(jié)，莧菜、貓耳菜及韭菜在各梯次搭配組的TP平均去除率分別為26.52％、29.12％、19.33％，NH4+-N平均去除率分別為20.88％、36.32％、34.32％，TN平均去除率分別為21.3％、30.5％、24.35％，因此貓耳菜最適宜用作濾床污染物去除，莧菜和韭菜分別適用于高磷低氨氮和高氨氮低磷水體凈化;空心菜+莧菜、空心菜+貓耳菜、空心菜+韭菜及韭菜+韭菜四個(gè)梯次搭配組污染物去除效果順序?yàn)?空心菜+貓耳菜組＞空心菜

3、+韭菜組＞空心菜+莧菜組＞韭菜+韭菜組;水力負(fù)荷由0.14m3/(m2·d)增加到0.30m3/(m2·d)，四個(gè)梯次搭配組TP、NH4+-N、TN去除率平均值均有不同程度的下降，去除負(fù)荷均有提高;在一定水利條件下，莧菜、空心菜和韭菜分別以高、中、低(ρ1、ρ2、ρ3)三個(gè)密度配置，三種蔬菜的TP、NH4+-N、TN去除效果與配置密度關(guān)系緊密;相同水利條件下，隨著水深的增加，空心菜+貓耳菜組和韭菜+韭菜組，隨著水深的增加各污染物的去除率

4、降低，去除負(fù)荷增加，空心菜+莧菜組和空心菜+韭菜組隨著水深的增加，去除率先小幅增加后下降，在10cm附近達(dá)到去除率最大值。
　　(2)冬春季節(jié)，搭建溫室日光大棚，考察水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜單級(jí)搭配組和串聯(lián)二級(jí)香菜+茼蒿、金花菜+雪里紅、豆瓣菜+香菜組兩級(jí)濾床的去除效果。從蔬菜污染物凈化效果來(lái)比較，最適宜的蔬菜品種依次為:水芹、豆瓣菜、生菜、金花菜、茼蒿。相同水利條件下，兩級(jí)濾床系統(tǒng)的出水TP平均濃度分別為0.715

5、mg/L、0.817mg/L、0.525mg/L,NH4+-N平均濃度分別為5.045mg/L、7.704mg/L、5.297mg/L，TN平均濃度分別為10.948 mg/L、19.108 mg/L、15.90 mg/L;水力負(fù)荷由0.14 m3/(m2·d)增加到0.30m3/(m2·d)，水力停留時(shí)間減小，梯次搭配組TP、NH4+-N、TN的去除率降低;在一定水利條件下，水芹、茼蒿和生菜分別以高、中、低(ρ1、ρ2、ρ3)三個(gè)密度

6、配置，不同配置密度對(duì)植物的TP、NH4+-N、TN的去除率及凈化效果均有影響，且植物的種類及搭配方式不同，密度對(duì)去除率的影響大小也大不相同;相同水利條件下，隨水深的增加，水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜的去除負(fù)荷均隨床體水深的增加而增加，結(jié)合去除率、去除負(fù)荷的變化趨勢(shì)，選擇最佳水深為10cm。
　　(3)根據(jù)最小二乘法，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行函數(shù)回歸處理并運(yùn)用最優(yōu)化原理，計(jì)算出來(lái)的各組合對(duì)TP、NH4+-N、TN的最優(yōu)水力負(fù)荷qbe

7、st、最優(yōu)去除率ηbest和蔬菜的最佳配置密度ρbest、最優(yōu)去除率ηbest，可直觀的看出各蔬菜梯次搭配的去污能力，可對(duì)實(shí)際應(yīng)用中植物的篩選配置及合適配置密度的選取和水生植物濾床參數(shù)設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。
　　(4)植物的營(yíng)養(yǎng)吸收動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明:不同蔬菜對(duì)氮、磷的吸收特性分別存在一定的差異。通過(guò)對(duì)六種植物吸收氮、磷的最大吸收速率Imax和親和力常數(shù)Km的比較可知，空心菜適合處理任何氮、磷濃度的尾水;生菜適合處理氮、磷濃度較

8、低的尾水;金花菜比較適合尾水中磷和銨態(tài)氮濃度高、硝態(tài)氮濃度較低的尾水;韭菜比較適合氮、磷濃度都較高的尾水;香菜對(duì)氮、磷的吸收都較差，根據(jù)其生長(zhǎng)特性，香菜不適宜作為濾床植物;從經(jīng)濟(jì)效益角度分析，生菜和豆瓣菜的經(jīng)濟(jì)效益最高，空心菜和水芹作為規(guī)模化生產(chǎn)中的常用蔬菜類型次之，以夏秋種植空心菜，冬春種植豆瓣菜為例做經(jīng)濟(jì)效益的匡算，畝產(chǎn)效益為26620元。
　　研究結(jié)果表明:所選取的經(jīng)濟(jì)型水生植物濾床植物，具有較好的去除效果，在濾床系統(tǒng)深度處