不同植物配置的人工濕地處理廚房廢水的探討

詹建益

（浙江建設職業技術學院，浙江杭州 311231）

不同植物配置的人工濕地處理廚房廢水的探討

詹建益

（浙江建設職業技術學院，浙江杭州 311231）

通過相同負荷及水力條件下，不同植物配置方式即水芹單配、菖蒲單配、水芹+菖蒲混合配置構成的3個不同人工濕地，對廚房廢水進行化學需氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）、固體懸浮物濃度（SS）凈化效果的比較。結果表明，水芹對COD，TN去除效果較好，菖蒲對TP去除效果較好；在配制方式上，去除COD最好單配，去除TN，TP最好混合配置，對于SS的去除，3種配置基本一致。

植物配置；廚房廢水；處理效果

隨著我國的經濟發展和人們生活水平的逐漸提高，人們在外就餐機會也日益增多。國內的餐飲規模、數量正在日益擴大，隨之產生的餐飲廢水量也越來越大。據不完全統計，我國每年餐飲業排放的未經處理的廢水達上億噸，且有不斷增長的趨勢。另據資料報道，餐飲廢水排放量約占城市生活污水排放量的3%，其有機物含量高，與國家《污水綜合排放標準》相比，餐飲廢水中油脂，BOD5，CODCr等濃度要遠高于3級標準。現階段處理廢水工藝有粗粒化法、混凝法、電化學法等［1］，但處理費用較高，每噸0.5元左右。而人工濕地作為一種新型的生態污水處理技術，其明顯優勢在于處理成本較低廉，每噸處理費用大概0.1～0.2元，且處理效果好，一次性投資費用低。

1 材料與方法

1.1 處理工藝

由于餐飲廢水有機物和油脂的含量較高，如果直接進入濕地，不但增加處理負荷，而且油脂也會堵塞填料的空隙而引發進水不暢。因此在進入濕地前要進行預處理。主要處理工藝為原水→隔油池→ABR處理池→濕地→出水。

1.2 試驗裝置設計

因直接從某廚房隔油池后取廢水，故不設隔油池。ABR裝置由有機玻璃制成，容積為18 L，分6格，上下流格室長度比為1∶3。

試驗模擬人工濕地裝置。根據廢水特點采用潛流人工濕地，材料由有機玻璃制成，長×寬×高為0.8 m×0.5 m×0.6 m；基質采用處理效果較好的輕質陶粒濾料，高0.3 m，上層鋪設0.15 m表層土壤；進、出水口分別設在上、下兩端。

供試植物選擇水芹和菖蒲。設3個平行處理單元進行對比，即水芹單獨配置、菖蒲單獨配置、水芹+菖蒲混合配置。把3個裝置放在平地上，以便接受充足日照。

1.3 分析方法和進水水質

水質分析參照標準方法。化學需氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）、固體懸浮物濃度（SS）分別采用重鉻酸鉀氧化法、過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法、過硫酸鉀消解-鉬銻抗分光光度法測定和103℃～105℃烘干法測定［2］，各項進水水質參數見表1。

表1 不同水質的情況

1.4 系統運行

試驗中其他參數不變，考慮人工濕地與ABR聯用，設4 d為1個周期，并以此作為人工濕地的最佳水力停留時間（HRT）［3］。連續8次測定出水水質的相關參數，并計算其去除率。

2 結果與分析

2.1 對COD去除效果

從圖1可看出，不同濕地植物配置對COD的凈化效果存在差異，不同配置的濕地植物對COD的凈化效果依次為水芹＞菖蒲＞菖蒲+水芹。隨著時間的延長，對COD的去除率變化不大。在第8個周期末，水芹、菖蒲和菖蒲+水芹生態系統對COD的去除率分別為87%，83.7%和78.4%，出水平均指標為61.49，77.10和102.17 mg·L-1。3種植物配置模式中，水芹去除率最高，這跟水芹根系較發達有直接關系，其不但對污染物的攔截作用較好，而且也為微生物的生長提供了更好的條件。由于須根系較根狀莖和地下莖更能起到疏導水流和輸導氧氣［4-5］，因此在對COD的去除效果方面，水芹顯示了較好的作用。在單植和混植對比中，單植的去除效果要好于混植，這可能是由于混合種植間相互起抑制作用而導致的結果。

圖1 COD去除率隨時間周期的變化

2.2 對TN去除效果

從圖2看出，對TN的凈化效果依次為菖蒲+水芹＞菖蒲＞水芹。隨著時間的延長，3種配置方式對TN的去除率趨于平穩。在第8個周期末，菖蒲+水芹、菖蒲和水芹生態系統對TN的去除率分別為85.0%，83.3%和82.1%，最終出水平均指標為4.89，5.44和5.83 mg·L-1。因此，在單植和混植的去除效果對比中，混植要好于單植，這可能是由于混合種植間相互促進作用引起的。

2.3 對TP去除效果

圖2 TN去除率隨時間周期的變化

從圖3可看出，對TP的凈化效果存在差異。對TP的凈化效果依次為菖蒲+水芹＞菖蒲＞水芹。隨著時間的延長，3種配置方式對TP的去除率在第6個周期后有所下降，這跟基質吸附達飽和并與水芹、菖蒲系統的去除能力也漸趨飽和有關。在第6個周期末，菖蒲+水芹、菖蒲和水芹生態系統對TN的去除率分別為74.1%，72.2%和68.8%，最終出水平均指標為0.66，0.71和0.80 g·L-1。在單植和混植去除效果對比中，混植要好于單植，可能混合種植植物之間存在相互促進作用。

圖3 TP去除率隨時間周期的變化

2.4 對SS去除效果

從圖4可看出，不同濕地植物配置對SS的凈化效果不存在顯著差異。隨著時間的延長，3種配

圖4 SS去除率隨時間周期的變化

置方式對SS的去除率稍有下降，并趨于一致。在第8個周期末，菖蒲+水芹、水芹和菖蒲生態系統對SS的去除率分別為93.7%，93.6%和93.1%，最終出水平均指標為19.78，20.00和21.67 mg·L-1。

3 小結

研究結果表明，3種不同配置方式在處理廚房廢水時，COD去除率最高的為水芹，且單植好于混植，3種配置方式出水水質基本符合1級出水水質標準；TN去除率最高的為菖蒲+水芹，且混植要好于單植，3種配置方式出水水質都符合1級出水水質標準；TP去除率最高的是菖蒲+水芹，且混植要好于單植，3種配置方式出水水質都符合1級出水水質標準；對于SS去除率基本一致，且3種配置方式出水水質基本符合1級出水水質標準。

［1］ 胡小兵，周俊.三種濕地植物處理餐飲廢水試驗［J］.環保科技，2011，17（1）:44-48.

［2］ 國家環境保護總局.水和廢水監測分析方法［M］.4版.北京:中國環境科學出版社，2002.

［3］ 趙大傳，杜家偉.ABR-人工濕地組合工藝處理生活污水［J］.安徽大學學報，2011，35（1）:97-101.

［4］ 盧少勇，金相燦，余剛.人工濕地的氮去除機理［J］.生態學報，2006，26（8）:2670-2677.

［5］ 汪殿蓓，馮國剛，杜安靜，等.不同種植模式的人工濕地對生活污水的凈化效果［J］.江西農業學報，2010，22（9）:140-142.

（責任編輯：張瑞麟）

X 52

B

0528-9017（2015）03-0307-02

10.16178/j.issn.0528-9017.20150305

2014-11-24

浙江建設職業技術學院科研項目（3020183）

詹建益（1980-），男，浙江溫州人，講師，本科，從事污水處理教學研究工作。E-mail:zhanjianyi@126.com。

文獻著錄格式:詹建益.不同植物配置的人工濕地處理廚房廢水的探討［J］.浙江農業科學，2015，56（3）:307-308，364.