在凈化豬場沼液中開展了垂直潛流人工濕地堵塞過程及其運行效能變化的研究.結果表明,人工濕地堵塞的主要成因是由于填料層中不可濾過性物質的積累所致。不可濾過性物質是由有機物和無機物組成,且大部分不可濾過性物質的粒徑均超過5.00μm。填料層的孔隙率和水力傳導系數均隨系統運行時間的延長而減小,而填料層中被截留物質的含量則隨系統運行時間的延長而增大,其空間變化特征均受到了系統中水力流態的影響;當系統HLR為0.02m3/(m2·d)時,VSSF在運行1380d后對豬場沼液的凈化開始惡化,系統對COD、TSS、TN、NH4+-N和TP的去除率分別降至37.31%、57.82%、20.80%、32.13%和51.18%。
調查表明,國內外很多的養豬場限于資金和技術等原因通常直接采用多級串聯人工濕地系統處理豬場沼液。其中,垂直潛流人工濕地(VSSF)因其較強的復氧能力和硝化能力而被視為是多級串聯人工濕地系統中脫氮的重要組成部分,且時常被置于串聯系統的前端.然而,鑒于養豬廢水是一種高濃度的有機廢水,其TSS和有機物的含量較高[5],如將其直接引入VSSF,濕地填料層的堵塞風險便會大大增加,進而會威脅到整個串聯濕地系統的運行效果與穩定性。
當VSSF運行至1560d時,對系統填料層中不可濾物質的粒徑分布進行了檢測,結果如表2所示。由表2可知,系統填料層中大部分不可濾物質的粒徑均>5.00μm。對系統進、出水中不可濾物質的粒徑分布亦進行了監測,可知系統進、出水中粒徑>5.00μm的不可濾物質含量基本相等,由此可推斷VSSF填料層中較高含量的>5.00μm的不可濾物質并非由進水引起,而應該是由不同粒徑的不可濾物質逐漸凝聚積累而形成的。
由此可知,在VSSF的運行過程中,尤其是其填料層中的生物膜形成之后,污水中不同粒徑的懸浮或膠體狀態的底物會凝聚和吸附在填料生物膜的表面,進而形成大粒徑的累積物,最終造成有機物和無機物的共同積累,即濕地填料層生物膜生長引起的不可濾物質的積累是VSSF發生堵塞的主要成因。