基于微氧調(diào)控的建筑廢料垂直流人工濕地中氮磷遷移轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、流域水污染治理早已變成限制國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的難題。尤其是廣闊的農(nóng)村、分散住宅區(qū)等排放的分散式生活廢水缺少有效的治理。人工濕地作為一種高效低耗、生態(tài)友好、運(yùn)行維護(hù)簡單的自然處理工藝，當(dāng)前在世界范圍內(nèi)的污水處理領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，對于分散式的生活污水具有較高效的處理性能。但是傳統(tǒng)人工濕地對于氮磷等水體富營養(yǎng)化元素的去除能力相對較差。建筑廢料作為城市化發(fā)展產(chǎn)生的副產(chǎn)物，由于較低的利用率，造成固體廢棄物污染，其處理問題急需解決。
　　本文選

2、擇建筑廢料作為人工濕地基質(zhì)，分析其理化性質(zhì)，通過構(gòu)建間歇增氧型垂直潛流人工濕地小試系統(tǒng)和模擬生活污水，研究了間歇曝氣和不同建筑廢料（礫石,紅磚，粉煤灰磚）耦合對濕地系統(tǒng)長期水質(zhì)凈化效果;量化了人工濕地中不同去除途徑對脫氮除磷的貢獻(xiàn)，分析間歇曝氣和建筑廢料耦合對各種去除路徑（包括溫室氣體釋放）的影響;最后采用微生物分析，明確間歇曝氣人工濕地中微生物的響應(yīng)機(jī)制。本文取得的主要結(jié)果如下:
　　(1)粉煤灰磚和紅磚具有適合微生物生長的多孔

3、粗糙的微環(huán)境，其理化性質(zhì)決定了這兩種基質(zhì)適合用于脫氮除磷。通過Langmuir等溫線模型擬合基質(zhì)對氨氮和磷的吸附過程，吸附能力的大小順序是粉煤灰磚＞紅磚＞礫石。
　　(2)以非曝氣人工濕地為對照，通過連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)間歇曝氣可以顯著改善人工濕地污染物質(zhì)凈化效果。COD、NH4+-N和TN的去除率分別高達(dá)94.71％、99.11％和93.91％。間歇曝氣濕地系統(tǒng)中TP質(zhì)量去除率也提升了許多。三個間歇曝氣濕地系統(tǒng)長期運(yùn)行對COD和氮的去

4、除率依然穩(wěn)定，但是出水中TP濃度逐漸上升。
　　(3)不同基質(zhì)會影響人工濕地處理污水性能，從大到小依次為粉煤灰磚＞紅磚＞礫石，說明粉煤灰磚是人工濕地中強(qiáng)化脫氮除磷的潛在優(yōu)良基質(zhì)，其次是紅磚。
　　(4)由于硝化受到限制，曝氣濕地中硝化/反硝化作用是主要氮去除途徑所占的比例為36.79-55.44％;而非曝氣系統(tǒng)主要的除氮途徑是基質(zhì)蓄積(8.47-48.64％)。不到16％的氮被植物吸收，N2O排放貢獻(xiàn)了0.08-0.39％。

5、間歇曝氣也利于植物生長，進(jìn)而植物對磷的吸收增長了0.57-1.45倍。基質(zhì)蓄積仍是主要的除磷途徑，占23.92-59.47％。曝氣系統(tǒng)中微生物吸收的磷約占30.93％，非曝氣系統(tǒng)中僅為14.84-26.47％。這個結(jié)果表明了微生物吸收對除磷的貢獻(xiàn)，說明間歇曝氣顯著地改變了人工濕地中的氮磷遷移轉(zhuǎn)化路徑。
　　(5)通過微生物分析發(fā)現(xiàn)，間歇曝氣增加了濕地中與氮磷去除有關(guān)的功能菌，揭示了微生物與水質(zhì)凈化效果的內(nèi)在關(guān)系。
　　以上研