潛流式人工濕地脫氮效果影響分析.pdf

1、氮污染是當(dāng)前污水處理領(lǐng)域繼有機(jī)污染解決后所面臨的最嚴(yán)重也是亟待解決的問(wèn)題。人工濕地作為一種生態(tài)污水土地處理技術(shù),具有脫氮除磷效果好,投資運(yùn)行費(fèi)用低,維護(hù)管理簡(jiǎn)易,可以分散化和小型化建設(shè)等諸多優(yōu)點(diǎn),正日益成為我國(guó)農(nóng)村生活污水處理的重要技術(shù)之一。而人工濕地對(duì)氮的去除效果受諸多因素的影響,為進(jìn)一步提高人工濕地的脫氮效果,需對(duì)影響人工濕地脫氮效果的因素進(jìn)行系統(tǒng)研究。本研究考察了水平潛流人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水中主要污染物的凈化效果。并以此為基礎(chǔ),

2、研究了基質(zhì)類型、進(jìn)水條件和運(yùn)行方式等因素對(duì)人工濕地脫氮效果和微生物富集特性的影響,初步闡明了人工濕地中氮的去除途徑,得到以下主要結(jié)論： 水平潛流人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水有顯著的凈化效果。在水力負(fù)荷為0.5m3/(m2.d)的條件下,人工濕地對(duì)生活污水中NH4+-N、TN、COD和TP的平均去除率分別為62.9％、59.1％、65.1％和76.0％。出水基本可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)-級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)

3、。污染物的去除率受季節(jié)和溫度的影響。其中,NH4+-N、TN和COD的去除率受季節(jié)變化影響顯著,而TP的去除率受季節(jié)變化影響不明顯。以石膏作為人工濕地的添加劑可有效彌補(bǔ)因基質(zhì)凈化能力降低而導(dǎo)致TP去除率下降的缺陷,強(qiáng)化了人工濕地對(duì)TP的去除效果。 基質(zhì)類型、進(jìn)水條件和運(yùn)行方式等對(duì)水平潛流人工濕地的脫氮效果有顯著影響。煤渣基質(zhì)比組合基質(zhì)更利于提高人工濕地對(duì)氮的去除效果。人工濕地主要適用于水的深度處理,實(shí)現(xiàn)污水中氮的無(wú)機(jī)化特別是將氮

4、轉(zhuǎn)化為NO3--N,可顯著提高人工濕地的脫氮效率。進(jìn)水負(fù)荷對(duì)TN去除速率影響顯著。NH4+-N、NO3--N及有機(jī)氮進(jìn)水條件下,TN的去除速率均在低負(fù)荷條件下隨進(jìn)水負(fù)荷的增加而升高明顯：但負(fù)荷逐漸增加,去除速率增幅減緩。人工濕地進(jìn)水碳氮比對(duì)NO3--N去除速率有顯著影響。碳氮比小于5時(shí),隨碳氮比的增加,NO3--N去除速率上升趨勢(shì)明顯；碳氮比超過(guò)5后,繼續(xù)添加碳源,NO3--N去除速率上升趨勢(shì)變平緩。人工濕地對(duì)TN的去除速率與進(jìn)水溫度密

5、切相關(guān)。隨進(jìn)水溫度的升高,NH4+-N、NO3--N及有機(jī)氮進(jìn)水條件下的TN去除速率均呈線性增長(zhǎng),其中NO3--N進(jìn)水條件下的TN去除速率增幅最顯著。人工濕地對(duì)NH4+-N和TN的玄除主要在其前部。延長(zhǎng)水力停留時(shí)間有利于提高人工濕地的脫氮效率。其中,NO3--N進(jìn)水條件下,TN去除率增加趨勢(shì)最為平緩；有機(jī)氮進(jìn)水條件下,TN去除率增加的趨勢(shì)最明顯。NH4+-N或有機(jī)氮進(jìn)水條件下,采用間歇流的運(yùn)行方式可明顯增強(qiáng)濕地對(duì)TN的去除效果,但縮短間

6、歇周期不會(huì)使TN去除率明顯提高;NO3--N進(jìn)水條件下,采用間歇流運(yùn)行方式不會(huì)提高TN的去除率,因此勿需采用間歇流的運(yùn)行方式。 基質(zhì)性質(zhì)、進(jìn)水條件及運(yùn)行方式等對(duì)人工濕地微生物富集有顯著影響?？紫洞笄冶缺砻娣e大的基質(zhì),有利于總細(xì)菌、氨化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的富集。進(jìn)水碳氮比增加,反硝化細(xì)菌的數(shù)量不斷增加：碳氮比從2增加至5時(shí),反硝化細(xì)菌數(shù)量增幅最為明顯。水力停留時(shí)間增大,總細(xì)菌、氨化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌和反

7、硝化細(xì)菌的數(shù)量隨之增加。間歇流運(yùn)行方式可提高濕地內(nèi)總細(xì)菌、氨化細(xì)菌、業(yè)硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的數(shù)量。亞硝酸細(xì)菌的數(shù)量沿濕地水流方向遞減：反硝化細(xì)菌的數(shù)量在濕地中部和偏后部較高。 人工濕地對(duì)TN的去除依靠植物吸收作用、基質(zhì)吸附截留作用和微生物硝化/反硝化作用。其中微生物的硝化/反硝化作用去除的氮不低于濕地氮去除總量的77％,是氮去除的主要途徑：植物直接吸收、存儲(chǔ)去除的氮量低于濕地氮去除總量的16％；基質(zhì)吸附截留去除的氮低于濕地氮去除總