段志勇 施漢昌 黃霞 胡洪營
（清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系 北京100084）

1．前言

　　當(dāng)前我國正在就面源污染控制方法進(jìn)行深入研究，以期能夠進(jìn)入實(shí)際的推廣應(yīng)用階段。人工濕地是面源污染控制的一種重要的工藝方法，本實(shí)驗(yàn)研究針對(duì)人工濕地中如何加強(qiáng)反硝化進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究并在傳統(tǒng)植物床系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)人工濕地床體布水方式提出了更加有利于提高系統(tǒng)污水處理效率的床體形式。

2．實(shí)驗(yàn)裝置

　　實(shí)驗(yàn)是在云南省滇池附近面源污染控制示范區(qū)內(nèi)的農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行的。試驗(yàn)用的床體為典型的傳統(tǒng)形式的蘆葦床。床體尺寸為長6米、寬1米、深0.6米，床體四周和底部密封了防滲材料，床體填料為爐渣。監(jiān)測指標(biāo)為COD、總氮。

3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

　　3.1傳統(tǒng)植物床人工濕地存在的問題
　　先通過傳統(tǒng)植物床人工濕地動(dòng)態(tài)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)來看污染物沿床體方向降解規(guī)律和傳統(tǒng)植物床人工濕地存在的問題。
　　床體動(dòng)態(tài)試驗(yàn)COD降解情況如圖1所示：

　　從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以明顯看出污水中的COD降解的規(guī)律性很強(qiáng)，在靠近床體的前部約三分之一處，水中COD降解很快，其降解約占總降解量的70%，這也就是說COD在床體前部三分之一處降解了約三分之二。
　　床體動(dòng)態(tài)試驗(yàn)總氮降解情況如表1所示：

表1 床體動(dòng)態(tài)試驗(yàn)總氮降解情況 取樣點(diǎn)
編號(hào) 1號(hào)
取樣點(diǎn) 2號(hào)
取樣點(diǎn) 3號(hào)
取樣點(diǎn) 4號(hào)
取樣點(diǎn) 5號(hào)
取樣點(diǎn) 6號(hào)
取樣點(diǎn) 7號(hào)
取樣點(diǎn) 總氮 20.7 20.193 19.703 17.408 15.497 11.937 11.075

COD在床體前部降解太快，造成后部可供反硝化利用的碳源不足，后階段碳、氮比不能滿足反硝化需要，使得反硝化過程受阻。
　　3.2人工濕地植物床反硝化改進(jìn)形式
　　以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳源在床體前部迅速下降造成的后部缺少碳源制約了反硝化過程的進(jìn)行，針對(duì)這個(gè)反映出來的問題，容易想到在床體后部補(bǔ)充適量碳源，就能促進(jìn)反硝化反應(yīng)的進(jìn)行。補(bǔ)充碳源的位置選在COD降解曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，即床體長度方向的距前端三分之一處，加入的污水量為床體總流量的30%。
　　為了檢驗(yàn)改進(jìn)的效果，進(jìn)行了下面的改進(jìn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
　　3.3改進(jìn)方案驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

　　從圖2可以明顯看出，改進(jìn)床的1號(hào)點(diǎn)至3號(hào)點(diǎn)的總氮去除率為7.1%，未改進(jìn)床的1號(hào)點(diǎn)至3號(hào)點(diǎn)的總氮去除率為4.8%，兩者相差不大，而從3號(hào)點(diǎn)到7號(hào)點(diǎn)這一段距離，改進(jìn)床的總氮去除率為76.7%，未改進(jìn)床的總氮去除率為53.9%，顯然，改進(jìn)了布水方式的床體的總氮降解效果從床體3號(hào)點(diǎn)往后明顯好于未進(jìn)行改進(jìn)的床體的總氮降解效果。這說明補(bǔ)充的碳源對(duì)反硝化過程的進(jìn)行的確起到了促進(jìn)作用。
　　下面通過一個(gè)床體COD比較實(shí)驗(yàn)看改進(jìn)布水方式后的床體COD降解效果是否受到顯著影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
　　改進(jìn)形式的蘆葦茭草搭配種植床COD去除率為81%，未改進(jìn)的茭草床的COD降解去除率為83%，可見，改進(jìn)形式的蘆葦茭草搭配種植床COD去除率比未改進(jìn)的茭草床的COD降解去除率略微降低，其相對(duì)差值為2.41%，所以說改進(jìn)布水方式后的床體COD降解效果受到的影響很小，保證了COD的去除率的要求。

4．結(jié)論

　　反硝化細(xì)菌需要有機(jī)碳源來合成新的細(xì)胞，碳源作為電子供體參加反硝化反應(yīng),如果水中有機(jī)碳濃度很低，則就需要另外提供有機(jī)碳源來滿足反硝化過程的需要。所以碳源對(duì)反硝化過程的進(jìn)行有著重要的影響。
　　基于經(jīng)濟(jì)因素的考慮，在城市生活污水活性污泥法處理工藝中，常常用未經(jīng)二級(jí)處理的城市廢水或某些工業(yè)廢水作為外加碳源的處理方法。類似的，在用于滇池流域面源水污染控制中的人工濕地系統(tǒng)中，可以將一部分未經(jīng)處理的村鎮(zhèn)生活污水作為促進(jìn)反硝化過程進(jìn)行的外加碳源而在床體三分之一處加入。這種在床體后端補(bǔ)充適量碳源的方法能促進(jìn)反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高人工濕地系統(tǒng)對(duì)氮的去除效果。

參考資料

　　1．高拯民，李憲法等。城市污水土地處理利用設(shè)計(jì)手冊(cè)。中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991。