近年來，隨著經濟的高速發(fā)展，國內企業(yè)對化工產品的需求越來越大。石化倉儲企業(yè)主要為客戶提供液體化學品的倉儲綜合服務，庫區(qū)的污水 >
1、實驗設計
1.1 人工濕地技術原理
人工濕地法處理污水是一種經濟型、節(jié)能型、模擬和強化自然濕地功能的污水處理技術。它由水生植物-微生物-基質三大核心部分組成，其凈化機理獨特且復雜，通過將污水有控制地投配到基質-植物系統(tǒng)中，充分接觸，經過一定的流動方式，不溶性有機物經過沉淀、過濾等物理性截留沉淀作用后，與可溶性有機物一起被生物膜吸附、吸收及生物代謝從而實現(xiàn)降解去除。污水中的氮是植物和微生物代謝所需營養(yǎng)成分，可被直接吸收，此外氮還在微生物的氨化、硝化、反硝化以及厭氧氨氧化作用中轉化成NOx、N2，從系統(tǒng)中逸出;污水中的磷可以被植物和微生物代謝利用，也可以通過基質的吸附共沉淀作用從而脫離污水。
1.2 人工濕地的選型
通常人工濕地生態(tài)按水流方式可分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。表面流人工濕地是指污水在基質層表面以上，從池體進水端水平流向出水端的人工濕地。該方式是污水水流經由濕地表面流經植物，并從地表出流，水位較淺，污水中的污染物主要通過植物根系的攔截、吸收、吸附及分解作用以凈化水體，整個系統(tǒng)雖然操作簡單、運行費用低，但對水體中的污染物處理效率低。
水平潛流人工濕地是指污水在基質層表面以下，從濕地一端進入，沿水平方向在基質及根系間隙緩慢流動并由濕地另一端流出。此方式是通過在填料床上方栽種根系發(fā)達的濕生型植物，污水以水平潛流方式經格柵池、預處理后進入濕地床，在基質、植物及表層土的共同作用下，提高對污染物的去除率(特別是對COD、BOD的去除效果)，處理效率較高。垂直潛流人工濕地是污水垂直通過池體中基質層的人工濕地，最終出水經由底部的集水管收集而排出。該系統(tǒng)能產生較好的硝化作用，但對處理污水中有機物的能力不足，同時存在著系統(tǒng)控制相對復雜等問題。
由于東莞三江儲存的液體化學品含有機元素較多，且工業(yè)廢水占比大(約75%)，根據(jù)廢水特點及不同人工濕地的類型，本實驗選取水平潛流人工濕地系統(tǒng)，并劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段不同的濕地處理系統(tǒng)，提高對污水中污染物的去除效果，讓水質得到凈化。
1.3 人工濕地的基質材料
基質是人工濕地的重要組成部分，是形成濕地床體的主要元素，基質不僅能夠通過過濾和吸附作用直接去除水中的污染物，還能為植物和微生物的生長提供必須的介質，促進對污染物的吸收降解，基質材料間的孔隙為植物提供充足的氧量，避免植物在水環(huán)境中爛根，間接提高人工濕地的處理效果。礫石、沸石、火山巖等多種物質均被用作濕地填料來強化濕地的除污效果。
為了在改善水質上取得最好效果，考慮到材質 >
1.4 人工濕地的植物
濕地植物是種植在人工濕地中，具有一定的耐污能力和污染物去除功能，同時具有一定景觀效果的植物，其主要作用是吸附/吸收富集污染物、輸送氧氣給好氧微生物、加強和維持水力傳輸。主要有挺水植物、浮葉植物、沉水植物和浮游植物四大類。
本實驗選用了多種挺水植物和浮水植物，增加系統(tǒng)濕地植物的多樣性并具有景觀效果，包括水浮蓮、梭魚草、千屈菜、風車草、菖蒲、再力花等植物。水平潛流人工濕地系統(tǒng)將植物種植在土壤上，種植密度根據(jù)實際情況調整(挺水植物的種植密度宜為9~25株/m2)。
1.5 同步高級氧化生化技術
同步高級氧化生化技術帶有生物反應塔和溶氣泵，利用集高級氧化、超聲分解和微生物分解于一體的技術，使難以生化分解的大分子污染物轉化為小分子物質，從而被填料上的微生物及漂浮植物吸收分解。本實驗分別在Ⅰ和Ⅱ濕地系統(tǒng)中各放置一臺同步高級氧化生化設備，通過向水中充氧(溶解氧量為2mg/L)，使污水與填料充分接觸，在設備的作用下使部分污水瞬間蒸發(fā)形成小氣泡后又瞬間破滅產生的局部高溫使難分解污染物迅速分解，進而達到消除部分CODCr和分解大分子有機物為小分子有機物的作用；同時利于微生物繁殖與降解作用，提高對水中污染物的去除率。
1.6 工藝流程圖
根據(jù)上文所述，本實驗方案的處理工藝流程示意圖如圖1所示，即原廢水經由配水裝置保證均勻布水，使污水水平分別流經Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段濕地床，Ⅰ和Ⅱ段進口處各放置一部水力空化曝氣裝置，通過向水中充氧，使污水與填料充分接觸；Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段分別種以水浮蓮、梭魚草、千屈菜、風車草、菖蒲、再力花等植物，分段配以基質材料，經人工濕地系統(tǒng)處理后，對達到《地表水環(huán)境質量標準》Ⅳ類的出水水體可進行排放或用于綠化灌溉等用途。
2、實驗分析
由于污水量的接觸時間與處理效果息息相關，本實驗采用污水處理量逐漸遞增方式，水處理量由0.5m3/h逐漸增加至0.6m3/h、0.7m3/h和0.8m3/h，連續(xù)測量一個月的進水及出水的各項指標，研究分析處理系統(tǒng)在不同處理量時對污染物的去除效果，分別作圖如圖2到5。
由圖2到5可見，水處理量由0.5m3/h逐漸提升至0.8m3/h時，系統(tǒng)CODCr進水濃度在41.4~345.6mg/L范圍，平均進水濃度160.9mg/L。污水經工藝處理后，CODCr出水濃度在27.1~120.1mg/L范圍，平均出水濃度51.7mg/L。企業(yè)二級處理出水經本項目工藝處理后，CODCr平均出水濃度可達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB4426-2001)一級標準第二時段要求，整體的平均去除率可達63.4%。
圖2到5的平均去除率分別為64.1%、69.5%、61.7%、58.3%，由此可見，當水處理量為0.6m3/h時，系統(tǒng)對CODCr的去除效果最佳，系統(tǒng)CODCr平均進水和出水濃度分別為189.5mg/L和57.6mg/L，平均去除率為69.5%。當水處理量較低或者較高時，系統(tǒng)對CODCr的去除效果逐漸降低。由圖5所示，當進水CODCr濃度在100mg/L附近(或低于100mg/L)時，處理出水均達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)之Ⅳ類指標要求，可循環(huán)利用。
3、結論
本文采用人工濕地技術進一步治理石化庫區(qū)原污水，研究了人工濕地技術的凈化原理，并通過人工濕地的選型、基質材料、濕地植物搭配以及同步高級氧化生化的組合技術，設計出符合石化倉儲庫區(qū)內的污水再凈化工藝流程;重點研究了生產環(huán)境下，不同處理量時對污染物的去除效果。實驗結果表明：人工濕地污水處理系統(tǒng)可有效去除和降解化工污水中的有機物，當100mg/L<進水CODCr濃度<350mg/L時，CODCr平均出水濃度可達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB4426-2001)一級標準第二時段要求，整體的平均去除率可達63.4%;當進水CODCr約100mg/L時，廢水排放可達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)之Ⅳ類指標要求，即CODCr30mg/L、氨氮1.5mg/L、BOD6mg/L、TP0.3mg/L。人工濕地技術處理污水在化工倉儲行業(yè)還是首次運用，技術效果達到行業(yè)內領先水平。( >
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