蛭石人工濕地脫氮機理研究.pdf

1、論文探索了天然蛭石作為人工濕地填料的可行性,并針對城鎮(zhèn)生活污水的污染控制,進(jìn)行了模擬試驗與機理研究。將蛭石吸附處理技術(shù)應(yīng)用于人工濕地處理工藝是蛭石應(yīng)用的新領(lǐng)域,同時,填料的生物再生也是近年來人工濕地污水處理技術(shù)的研究熱點。本研究內(nèi)容主要包括:(1)天然蛭石掛膜試驗；(2)掛膜后的生物蛭石參數(shù)調(diào)節(jié)試驗；(3)生物蛭石脫氮機理探究試驗。
　　 (1)蛭石的掛膜運行試驗表明:蛭石具有易掛膜性,2至3周內(nèi)就能成功實現(xiàn)掛膜,由天然蛭石變?yōu)?/p>

2、生物蛭石,形成蛭石與微生物之間的協(xié)同作用,一方面蛭石對氨氮具有離子交換吸附作用,另一方面微生物對吸附后的氨氮有生物轉(zhuǎn)化作用,使得蛭石對氨氮的去除能力被大大增強。
　　 (2)掛膜好的生物蛭石柱運行試驗表明:在pH=7.89、DO=5.40mg/L的情況下,系統(tǒng)的運行效果相比之下最好。進(jìn)水中氨氮和總氮的去除率達(dá)到了最大,分別為56％和45％。一般的城鎮(zhèn)生活污水都可以達(dá)到pH=7.89、DO=5.40mg/L的條件,所以在不需要額外

3、改變廢水溶解氧和堿度的條件下,生物蛭石柱就能達(dá)到較好的氮處理效果,處理后的出水,氨氮濃度達(dá)到二級污水處理廠的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。生物蛭石柱在冬季對于污染物的去除,總的來看效果不及夏季。其中,受影響最大的是對進(jìn)水中COD的去除,去除率由夏季的69.80％下降到44.18％,其次是T-N從夏季的45.00％降到了冬季的30.00％,氨氮也由夏季的55.00％下降到了44.00％,受季節(jié)溫度影響最小的是蛭石柱對T-P的去除。
　　 (3)生

4、物蛭石脫氮機理探究試驗表明:在生物蛭石柱中,氮素的轉(zhuǎn)化不符合單一的傳統(tǒng)硝化-反硝化理論,也不符合單一的短程硝化理論。通過對試驗現(xiàn)象的觀察以及對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行的氮素平衡分析得出,厭氧氨氧化脫氮過程在生物蛭石柱內(nèi)發(fā)生,蛭石表面的高氨氮環(huán)境為這一反應(yīng)提供了可能。然而,傳統(tǒng)意義上的硝化-反硝化過程也在生物蛭石柱內(nèi)進(jìn)行。掛膜后的生物蛭石柱內(nèi),氮素去除是依靠硝化-反硝化和厭氧氨氧化這兩種作用共同來完成的。經(jīng)測定,生物蛭石柱內(nèi),上層蛭石的硝化強度最大為

5、4.38x10-3mg/g.h,中部最小為0.63x10-3mg/g.h,底層硝化速率為1.90x10-3mg/g.h。反硝化強度則恰好相反,中部最大。所不同的是,厭氧氨氧化反應(yīng)在生物蛭石柱上部、中部、底部的反應(yīng)強度相當(dāng),平均大約為1.00x10-3mg/g.h,這說明了厭氧氨氧化菌生長在蛭石生物膜的內(nèi)層。且在蛭石柱內(nèi)的分布沒有受溶解氧和有機物濃度變化的影響。對生物蛭石柱中基質(zhì)上生物膜有機質(zhì)進(jìn)行測定后,發(fā)現(xiàn)基質(zhì)上生物膜的發(fā)育達(dá)到了較高的

6、水平,上、中、下層基質(zhì)生物膜的VSS均值可達(dá)到26.41mg/g,說明蛭石上的生物膜生長良好,蛭石作為生物膜的載體發(fā)揮了很好的附著作用。對于特殊功能菌進(jìn)行計數(shù)結(jié)果表明,本試驗測定的硝化細(xì)菌個數(shù)與反硝化細(xì)菌個數(shù)都較少,其數(shù)量處于其他人研究結(jié)果的下限。
　　 以上的研究結(jié)果對蛭石填料人工濕地技術(shù)提供了理論支持。生物量、生物反應(yīng)強度、微生物數(shù)量,這些測定指標(biāo)因為其特有的特征和性能,可以作為衡量人工濕地發(fā)育程度的關(guān)鍵指標(biāo),本研究通過測定