折流式人工濕地處理廚房廢水

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，鄉(xiāng)村旅游逐步興起，并風(fēng)靡全國。"農(nóng)家樂"在蓬勃發(fā)展的同時(shí)也帶來了一系列的環(huán)境污染問題，其生活污水污染對(duì)附近環(huán)境生態(tài)造成了嚴(yán)重破壞。農(nóng)家樂廢水有機(jī)物含量高，與國家相關(guān)排放相比，其油脂，有機(jī)物含量，SS要遠(yuǎn)高于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

近幾年， 國內(nèi)外學(xué)者利用人工濕地處理污水進(jìn)行過一系列試驗(yàn)，如李靜等對(duì)北京市楊鎮(zhèn)一中污水利用人工濕地處理進(jìn)行實(shí)地研究。孟偉忠等利用人工濕地在不同水力負(fù)荷下處理生活污水結(jié)果進(jìn)行研究。但對(duì)高濃度農(nóng)家樂廢水研究寥寥無幾，特別是在濕地植物種植方式上缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。

本試驗(yàn)以收集到的典型農(nóng)家樂廚房廢水為處理對(duì)象， 在相同水力負(fù)荷下對(duì)三種不同植物種植的折流人工濕地系統(tǒng)進(jìn)出水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析，比較不同植物種植的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污染物的處理結(jié)果，從中確定出最佳的植物種植。

實(shí)驗(yàn)材料與方法

處理工藝選擇

由于農(nóng)家樂廚房廢水餐油脂含量高，如果直接進(jìn)入核心處理單元—折流式濕地，不僅造成濕地處理負(fù)荷過重，可能還造成基質(zhì)間堵塞填料。所以，在進(jìn)入濕地前要進(jìn)行預(yù)處理，處理工藝如下：

廢水—隔油井—厭氧池—折流式濕地—出水。

實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

厭氧池裝置由有機(jī)玻璃制成，容積為15L，分3格，前、中、后處理室長度比為1：1：1。核心處理器-折流式人工濕地材料也由機(jī)玻璃制成，規(guī)格：1m（長）*0.5m（寬）*0.5m（高）。基質(zhì)采用處理結(jié)果較好的輕質(zhì)陶粒濾料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂或礫石，高為0.35m，上層鋪設(shè)0.15m的表層細(xì)沙種植植物，進(jìn)水口和出水口分別設(shè)在左端和右端。在本次試驗(yàn)中，濕地植物選擇美人蕉和旱傘草。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)獨(dú)立平行的處理體進(jìn)行對(duì)比，即：美人蕉單一種植，旱傘草單一種植，美人蕉—旱傘草混合種植。把3個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置室外平地上，就收日常光照。

分析方法和進(jìn)水水質(zhì)

按規(guī)定進(jìn)行取樣，并對(duì)水樣的水質(zhì)進(jìn)行分析，主要分析水樣中的COD、TP、TN、SS分。各項(xiàng)進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)見表1。

表1 各原水水質(zhì)

圖1 人工濕地裝置

實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行

實(shí)驗(yàn)中保持其他設(shè)計(jì)參數(shù)不變，考慮到折流式濕地與厭氧池串聯(lián)，將水力停留時(shí)間（HRT） 確定為4天為一個(gè)觀察周期作為濕地的理想停留時(shí)間。連續(xù)8次觀測(cè)數(shù)據(jù)作為出水水質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，并確定其處理率。

圖2 COD處理率隨時(shí)間周期的變化

圖3 TN處理率隨時(shí)間周期的變化

結(jié)果和分析

3種種植方式對(duì)COD處理觀測(cè)

圖2表明，不同植物種植對(duì)COD的處理結(jié)果存在差別，不同種植的植物對(duì)COD的處理結(jié)果從高到低依次為美人蕉、旱傘草和旱傘草+美人蕉。隨著時(shí)間的增加，對(duì)COD的處理率變化不大，在第8個(gè)周期末，美人蕉、旱傘草和旱傘草+美人蕉生態(tài)系統(tǒng)對(duì)COD 的處理率為86.8%，83.5%和78.2%，出水平均指標(biāo)為：61.48，77.08，102.23 mg·L-1。三種植物種植模式中，美人蕉處理率最高，由于美人蕉的根部比較發(fā)達(dá)有直接關(guān)系，其根部對(duì)污染物的截留作用較好，并且為微生物的處理污水提供較好的s生長環(huán)境。在單種和混和種植對(duì)比中，單種要好于混和種植的處理結(jié)果，大概是混合種植之間相互起抑制作用引起的。

三種種植方式對(duì)TN處理結(jié)果

圖3表明，不同植物種植對(duì)TN的處理結(jié)果存在差別，不同植物對(duì)TN的處理結(jié)果從高到低為旱傘草+美人蕉、美人蕉和旱傘草。隨著時(shí)間的增加，三種種植方式對(duì)TN的處理率趨于固定，在第8個(gè)周期末，旱傘草+美人蕉、旱傘草和美人蕉生態(tài)系統(tǒng)對(duì)TN的處理率為84.58%，82.9% 和81.9%，最終出水平均指標(biāo)為：4.91，5.47，5.79 mg·L-1。所以，在單種和混和種植對(duì)比中，混和種植優(yōu)于單種的處理結(jié)果，大概混合種植之間相互起促進(jìn)作用造成的。

三種種植方式對(duì)TP處理結(jié)果

圖4表明，不同濕地植物種植對(duì)TP的處理結(jié)果存在差別，對(duì)TP的處理結(jié)果從高到低為旱傘草+美人蕉、旱傘草和美人蕉。隨著時(shí)間的增加，三種種植方式對(duì)TP的處理率在第6個(gè)周期后有所減弱，跟濾料吸附達(dá)到飽和并與美人蕉、旱傘草系統(tǒng)的處理能力也漸趨成熟有直接相關(guān)。在第6個(gè)周期末，旱傘草+美人蕉、旱傘草和美人蕉處理系統(tǒng)對(duì)TN的處理率為73.8%，71.9% 和69.2%，最終出水平均指標(biāo)為：0.65，0.70，0.79mg·L-1。單種和混和種植對(duì)比中，混和種植要好于單種處理結(jié)果，可能混合種植相互起促進(jìn)作用。

三種種植方式對(duì)SS處理結(jié)果

圖5表明，不同植物種植對(duì)SS的處理結(jié)果不存在明顯差別。隨著時(shí)間的增加，三種種植方式對(duì)SS的處理率稍微減弱，最終趨于一樣。在第8個(gè)周期末，旱傘草+美人蕉、美人蕉和旱傘草處理系統(tǒng)對(duì)SS的處理率為94.1%，94.0%和92.9%，最后出水平均指標(biāo)為：19.81，19.98，21.71 mg·L-1。

圖4 TP處理率隨時(shí)間周期的變化

圖5 SS處理率隨時(shí)間周期的變化

結(jié)語

本研究數(shù)據(jù)表明：

三種不同種植方式在農(nóng)家樂廚房廢水時(shí)，COD處理率最好是美人蕉，同時(shí)單一種要優(yōu)于混合種，三種種植方式出水水質(zhì)基本符合一級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)；

（2）TN處理效果最好是美人蕉，同時(shí)混合種植要好于單一種，三種種植方式出水水質(zhì)都符合一級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)；

（3）TP處理率最好是旱傘草，同時(shí)混合種植要好于單一種，三種種植方式出水水質(zhì)都符合一級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)；

（4）SS處理率基本一樣，三種種植方法出水水質(zhì)基本符合一級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.028