【摘要】：水中溶解氧水平直接影響有機(jī)物降解、氮的硝化-反硝化等過程,對人工濕地污染物處理有著重要影響,人工濕地微曝氣條件研究日益受到重視。但是,迄今人們對人工濕地中微曝氣影響有機(jī)物、氮等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)及過程機(jī)制了解甚為有限。針對微曝氣對人工濕地運(yùn)行過程的影響以及微曝氣人工濕地對水中污染物的去除機(jī)理,本文對微曝氣復(fù)合人工濕地示范工程的長效機(jī)制進(jìn)行了考察,在微曝氣人工濕地中試裝置中研究了不同碳氮比、不同氮素種類及濃度條件下人工濕地內(nèi)DO的變化及污染物去除特點(diǎn)與規(guī)律,揭示了微曝氣人工濕地污染物去除機(jī)理,可為微曝氣人工濕地的推廣應(yīng)用提供支持。得出的主要結(jié)論如下:(1)微曝氣人工濕地顯著地提高了人工濕地的溶解氧水平,其濃度達(dá)到3—5mg/L,有效緩解了人工濕地供氧不足,使得微生物好氧分解得到強(qiáng)化。(2)微曝氣人工濕地示范工程對濁度、COD、TP、NH_4~+-N和TN的平均去除率分別為89.2%、89.0%、71.1%、71.1%、64.3%,其中出水COD和NH_4~+-N能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo),出水TN和TP達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)。(3)在實(shí)驗(yàn)碳氮比范圍內(nèi)(C/N=3、6、9),微曝氣人工濕地對總氮去除率隨碳氮比的增加呈現(xiàn)先增加后降低的特點(diǎn),適宜的碳氮比為6。提高碳氮比有利于反硝化的進(jìn)行,但進(jìn)一步提高碳氮比氨氮的氧化受到了高有機(jī)物含量的抑制,導(dǎo)致反硝化硝酸鹽底物濃度不夠,因而總氮的去除率降低。(4)適宜的氨氮濃度對總氮的去除有著積極的影響,過量的氨氮濃度對污染物指標(biāo)去除率都有消極影響,氨氮濃度過高對微生物的抑制作用較明顯。在本實(shí)驗(yàn)條件下,微曝氣人工濕地適宜的進(jìn)水氨氮濃度不能超過140mg/L。硝態(tài)氮的濃度變化對污染物去除沒有影響。(5)研究發(fā)現(xiàn)第三濕地單元中COD和TN的減少量的比值為1.1,小于相關(guān)文獻(xiàn)中對于反硝化過程理論的比值,說明COD的減少量即使全部用于反硝化脫氮也是不足的,因此推測本次實(shí)驗(yàn)的人工濕地中可能存在適宜低碳氮比的微生物脫單過程,如厭氧氨氧化、硫自養(yǎng)反硝化、短程硝化反硝化等。(6)碳氮比、氮素種類及濃度對TP去除影響較小,微生物在濕地TP去除中的作用十分有限,非生物過程的TP去除是本濕地TP去除的重要途徑。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

圖 1.1 不同植物類型人工濕地Fig. 1.1 Constructed Wetland with different plant types③ 在污水處理領(lǐng)域，按照人工濕地系統(tǒng)的布水方式和污水的流態(tài)，將人工濕地分為表面流人工濕地（SFW，SurfaceFlowWetland）、水平潛流人工濕地(SSFW，Subsurface Flow Wetland)、垂直潛流人工濕地（VFW，Vertical Flow Wetland)、潮汐流人工濕地（TFW，Tidalflowwetland）等四種類型[9] [19]。不同類型的人工濕地污水處理系統(tǒng)具有不同的構(gòu)造和特征，針對不同性質(zhì)的污水處理效果也不經(jīng)相同，因此要根據(jù)具體情況選擇合適的人工濕地污水處理系統(tǒng)。1) 表面流人工濕地（SFW，Surface Flow Wetland）表面流人工濕地具有自由水面，與自然濕地最為接近。污水從濕地表面流過，由于接觸面積較大而且停留時間較長，因此保證了懸浮物和有機(jī)質(zhì)的去除效果較好，但是營養(yǎng)鹽的去除率偏低（10％—12％）。表面流人工濕地構(gòu)造簡單，投資低，運(yùn)行管理簡單，但是水力負(fù)荷較低，占地面積偏大，水面暴露冬季易結(jié)冰，夏季易滋生蚊蠅、散發(fā)臭氣，處理效果一般，所

盡管基質(zhì)的吸附和植物的吸收能夠去除污水中的一部分有機(jī)污染物，但分有機(jī)污染物還是依靠微生物的同化和異化作用來去除。微生物的代謝系統(tǒng)中不同位置氧含量的多少分為好氧代謝過程和厭氧代謝過程。好氧是在氧氣充足的情況下，有機(jī)污染物在好氧異養(yǎng)菌的作用下，被分解為二水以及用于微生物自身細(xì)胞合成的物質(zhì)。厭氧代謝過程主要依靠專性和異養(yǎng)菌完成，它的代謝過程更為復(fù)雜、緩慢。其中專性厭氧菌以甲烷細(xì)菌，目前已經(jīng)分離培養(yǎng)出了數(shù)十種。③ 氮元素的去除機(jī)理污水中氮元素的存在形態(tài)主要有硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氨氮和有機(jī)氮，其氮和有機(jī)氮是生活污水中的主要形態(tài)。氮元素在人工濕地系統(tǒng)中的去除基質(zhì)吸附、植物吸收和微生物的氨化、揮發(fā)、硝化和反硝化等作用。植物后通過收割去除。微生物的作用最后形成 N2、NO、NO2 等氣體釋放到大生物脫氮是人工濕地系統(tǒng)最主要和最經(jīng)濟(jì)的脫氮方式[43]。人工濕地中氮轉(zhuǎn)化圖如圖 1.2。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2727564