微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床對(duì)污水中氮元素的去除效果研究

發(fā)布時(shí)間：2019-07-25 16:39

【摘要】：淡水是人類生產(chǎn)和生活必不可少的自然資源,然而當(dāng)前全球的淡水資源短缺和由水環(huán)境污染導(dǎo)致的水質(zhì)性缺水問題已嚴(yán)重制約和威脅到人類的生存和發(fā)展,其中因?yàn)樗w受到污染導(dǎo)致的水生態(tài)破壞已越來越嚴(yán)重,較為嚴(yán)重的污染之一就是水體的富營養(yǎng)化。它將直接對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類的健康產(chǎn)生極大不利影響,嚴(yán)重威脅水質(zhì)安全。生態(tài)浮床技術(shù)是一種利用浮床植物凈化水體的新型生態(tài)原位修復(fù)技術(shù)。早期發(fā)展起來的傳統(tǒng)生態(tài)浮床,植物作為凈化水體的主要貢獻(xiàn)者。但其在凈化過程中受制于微生物附著環(huán)境的限制而導(dǎo)致微生物數(shù)量和種類匱乏,從而對(duì)污水中污染物質(zhì)的去除無法達(dá)到理想效果。為了改善生態(tài)浮床對(duì)污染水體凈化效果差的現(xiàn)狀,本論文以傳統(tǒng)生態(tài)浮床構(gòu)架為基礎(chǔ),在水體中增加懸掛填料,配置微孔曝氣系統(tǒng),構(gòu)建形成一種新型的微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床系統(tǒng)。該裝置的主要構(gòu)建模式為“浮床植物(水生植物單元)+填料系統(tǒng)(微生物處理單元)+微孔曝氣系統(tǒng)(曝氣單元)”,以此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ),將重點(diǎn)探究不同曝氣量條件和不同填料條件下其對(duì)污水中氮元素的去除效果,這將有助于奠定微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床技術(shù)的理論基礎(chǔ)、進(jìn)一步了解該實(shí)驗(yàn)裝置凈化水質(zhì)的過程;與此同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)裝置去除污水中氮元素的最佳曝氣條件和填料類型的研究,能夠?yàn)樾迯?fù)治理富營養(yǎng)水體提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本論文實(shí)驗(yàn)主要得出以下結(jié)論：1、微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床對(duì)污水中TN、NH_3-N的凈化效果明顯優(yōu)于強(qiáng)化生態(tài)浮床和傳統(tǒng)生態(tài)浮床,其對(duì)污染水體中TN、NH3-N的去除率分別為69.08%和81.14%,而強(qiáng)化生態(tài)浮床和傳統(tǒng)生態(tài)浮床對(duì)污染水體中TN、NH3-N去除率分別為65.70%和53.06%,55.57%和44.80%。2、不同曝氣量條件下的微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床對(duì)污水中的TN、NH3-N都有一定的去除能力,其對(duì)污水中氮元素的去除效果順序?yàn)椋?5L/min10.0L/min5.0L/min 2.5L/min0L/min,最佳曝氣量是7.5L'min, TN最大去除率為69.08%,NH3-N的最大去除率為81.14%。因此推薦選用7.5L/min的曝氣量作為微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床的最佳曝氣值。3、以填料類型為變量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由組合填料搭建的微曝氣強(qiáng)化生態(tài)浮床對(duì)污水的凈化效果最好,其對(duì)TN的去除率為71.19%,對(duì)NH3-N的去除率為84.27%。去除效果明顯高于彈性立體填料浮床系統(tǒng)和混合填料浮床系統(tǒng)。同時(shí)組合填料浮床植物的生長量和對(duì)氮素的累積量也越大,植物各器官對(duì)氮元素的吸收能力表現(xiàn)出莖葉部分根部分,因此可以定期收割浮床植物,將含氮物質(zhì)帶出水體。4、浮床植物(紫鳶尾)對(duì)各浮床氮元素去除的貢獻(xiàn)率分別為23.85%、20.56%和22.10%,貢獻(xiàn)率集中在20%左右,最大貢獻(xiàn)率為23.85%,且各種浮床系統(tǒng)的植物貢獻(xiàn)率之間無明顯性差異。
【圖文】：