人工湿地除磷特性研究

• 作 者: 刘洋
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 人工湿地 污水处理 除磷机理 基质优选 进水方式

人工湿地作为一种高效、低耗的污水处理新工艺已被工程界广泛接受，特别是在脱氮除磷方面的应用逐步为人们所重视。但由于目前尚缺乏对潜流型人工湿地除磷机理的系统研究，使人工湿地在污水的深度处理应用中受到限制。
本文研究了作为潜流型人工湿地基本要素的基质、植物和微生物对磷的去除作用，探讨了水力条件、温度等对人工湿地除磷效果的影响。通过对人工湿地较长期的运行试验和观测，较全面地掌握了潜流型人工湿地的除磷机理和相关影响因素。在此基础上，探讨了几种强化除磷措施在人工湿地中应用的可行性。
研究结果表明，潜流型人工湿地对磷的去除主要依赖于系统内基质的物理化学作用、植物吸收和微生物对磷的转化与同化作用，三者中部分为可逆过程。其中，基质对磷的吸附、截留和化学反应是人工湿地除磷的主要机制。所研究的六种基质中，对磷的最大吸附量依次为：钢渣>煤渣>页岩>炉渣>土壤>砂石；钢渣对磷的最大吸附量为土壤的118倍，煤渣和页岩是土壤的13倍。植物在湿地除磷中发挥着直接吸收利用和间接调节湿地中磷转化过程的作用；在相同运行条件下，美人蕉湿地和芦苇湿地对磷的去除效果最好。在湿地除磷过程中，微生物对磷的同化是一个短期动态过程，长期作用是通过磷酸酶促进磷的转化。人工湿地对磷的去除有一个最佳的水力停留时间，随湿地吸附的逐渐饱和，最佳水力停留时间延长。在人工湿地吸附饱和前，外界气温、运行水位以及植物光合作用等均对磷的去除效果产生一定的影响。
本文以优选基质、改变湿地构型和改变进水方式等进行了强化除磷试验。结果表明，采用煤渣填充湿地预留槽，TP去除率在填后一周内可提高20％左右，三周后达到饱和；垂直流人工湿地的TP去除率高出水平流湿地10％左右；采用多点进水时，配水比为2:1:1时，TP去除率可提高5～10％；采取间歇运行方式，湿地停歇时间越长，TP去除率上升越多。由此可见，各种强化措施均不同程度地提高人工湿地对磷的去除效果。