在净化猪场沼液中开展了垂直潜流人工湿地堵塞过程及其运行效能变化的研究.结果表明,人工湿地堵塞的主要成因是由于填料层中不可滤过性物质的积累所致。不可滤过性物质是由有机物和无机物组成,且大部分不可滤过性物质的粒径均超过5.00μm。填料层的孔隙率和水力传导系数均随系统运行时间的延长而减小,而填料层中被截留物质的含量则随系统运行时间的延长而增大,其空间变化特征均受到了系统中水力流态的影响;当系统HLR为0.02m3/(m2·d)时,VSSF在运行1380d后对猪场沼液的净化开始恶化,系统对COD、TSS、TN、NH4+-N和TP的去除率分别降至37.31%、57.82%、20.80%、32.13%和51.18%。

调查表明,国内外很多的养猪场限于资金和技术等原因通常直接采用多级串联人工湿地系统处理猪场沼液。其中,垂直潜流人工湿地(VSSF)因其较强的复氧能力和硝化能力而被视为是多级串联人工湿地系统中脱氮的重要组成部分,且时常被置于串联系统的前端.然而,鉴于养猪废水是一种高浓度的有机废水,其TSS和有机物的含量较高[5],如将其直接引入VSSF,湿地填料层的堵塞风险便会大大增加,进而会威胁到整个串联湿地系统的运行效果与稳定性。

当VSSF运行至1560d时,对系统填料层中不可滤物质的粒径分布进行了检测,结果如表2所示。由表2可知,系统填料层中大部分不可滤物质的粒径均>5.00μm。对系统进、出水中不可滤物质的粒径分布亦进行了监测,可知系统进、出水中粒径>5.00μm的不可滤物质含量基本相等,由此可推断VSSF填料层中较高含量的>5.00μm的不可滤物质并非由进水引起,而应该是由不同粒径的不可滤物质逐渐凝聚积累而形成的。

由此可知,在VSSF的运行过程中,尤其是其填料层中的生物膜形成之后,污水中不同粒径的悬浮或胶体状态的底物会凝聚和吸附在填料生物膜的表面,进而形成大粒径的累积物,最终造成有机物和无机物的共同积累,即湿地填料层生物膜生长引起的不可滤物质的积累是VSSF发生堵塞的主要成因。