【摘要】： 二級(jí)污水處理廠尾水(二級(jí)出水)是水體富營養(yǎng)化主要污染源之一，而氮磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要的限制性元素。人工濕地和植物塘是去除二級(jí)出水中氮磷經(jīng)濟(jì)的工藝，但是在低溫度下，人工濕地對(duì)二級(jí)出水中氮磷的去除率較低，尤其是對(duì)氨氮的去除。此外，人工濕地水力停留時(shí)間較長(4-7天)，占地面積較大。人工濕地中填料已被證明是去除氨氮和磷的主要途徑。此外，氨氮也可以通過微生物硝化反硝化的途徑得以最終去除。植物塘在低溫條件下對(duì)二級(jí)出水氮磷去除率也較低，占地面積較大。本組合式人工生態(tài)系統(tǒng)是針對(duì)人工濕地和植物塘在低溫度下對(duì)二級(jí)出水的氮磷去除效率低，占地面積大的局限，依據(jù)二級(jí)出水水質(zhì)特性以及填料、微生物、植物對(duì)氮磷去除特點(diǎn)，對(duì)人工濕地和植物塘加以改進(jìn)并優(yōu)化組合而構(gòu)建的。研究取得的主要結(jié)果如下： 1．泥炭、沸石和鋼渣的最大吸附容量分別為8914mg／kg、2456mg／kg和5302mg／kg(由Langmuir公式算出)。泥炭和沸石對(duì)溶液中可溶性磷的去除率隨溫度的升高而減少，而鋼渣對(duì)溶液磷的去除率卻隨溫度的升高而增加。在pH為3.5-10.5的范圍內(nèi)，當(dāng)pH為6.5時(shí)，三種填料對(duì)水中可溶性磷的去除率最大。通過實(shí)際的二級(jí)出水(二級(jí)污水處理廠尾水)的柱試驗(yàn)證明：泥炭對(duì)二級(jí)出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為95-98％和97-99％；鋼渣對(duì)二級(jí)出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為62-79％和71-82％；沸石+泥炭(3：1，v／v)柱對(duì)二級(jí)出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為97-99％和95-98％。在泥炭、鋼渣和泥炭+沸石這三種填料柱中，泥炭+沸石不僅對(duì)二級(jí)出水中的磷的去除率最高。此外，還可以有效去除氨氮。 2．在沸石、泥炭和鋼渣三種填料對(duì)溶液里的氨氮的去除中，以沸石對(duì)氨氮的吸附能力最強(qiáng)，沸石、泥炭和鋼渣對(duì)氨氮的最大吸附容量分別為13180mg／kg、1020mg／kg和770mg／kg。三種填料的最大吸附容量大小依次為沸石＞泥炭＞鋼渣。在不同水力條件下三種填料中對(duì)二級(jí)出水氨氮去除效果依次為沸石＞泥炭＞鋼渣。泥炭和鋼渣對(duì)氨氮的吸附，溶液中氨氮濃度幾乎從開始就超過了穿透點(diǎn)，沸石對(duì)氨氮的吸附則可以持續(xù)較長的時(shí)間，沸石對(duì)氨氮的吸附在水力停留時(shí)間為20min和40min時(shí)，穿透時(shí)間分別為13h和30h。 3．在本模擬試驗(yàn)中，超積累植物東南景天(Sedum alfredii Hance)對(duì)Zn、Cd、Cu和Pb具有良好的去除能力，其對(duì)重金屬積累的能力與植物根際的微生物緊密相關(guān)。在無重金屬污染時(shí)，對(duì)二級(jí)出水中的氮磷都也表現(xiàn)出了較好的去除率效果。本試驗(yàn)證明重金屬超積累植物東南景天在低溫條件下對(duì)二級(jí)出水中重金屬和氮磷均有較好的積累和去除能力。 4．在魚塘、華家池和污水處理廠二級(jí)出水三種不同類型的富營養(yǎng)化水體中，紅葉甜菜(Beta vulgaris vat cicla)對(duì)這三種污水中不同形式的氮磷都有較好的去除效果。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，對(duì)魚塘水體TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P和TP去除率分別達(dá)到85.72％、85.41％、93.70％、92.64％和84.24％；對(duì)華家池水體相應(yīng)氮磷化合物的去除率達(dá)到了87.42％、80.62％、87.73％、80.42％和81.74％；對(duì)二級(jí)出水相應(yīng)的氮磷去除率分別也達(dá)到了49.93％、60.54％、48.45％、59.54％和58.44％。紅葉甜菜對(duì)各供試富營養(yǎng)化水體表現(xiàn)了良好的適應(yīng)性。 5．在模擬的不同磷濃度的地表水中滿江紅(Azollao filiculoides lanm.)對(duì)溶液里的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和可溶性磷均有較好的去除效果。在試驗(yàn)結(jié)束的時(shí)候，溶液銨態(tài)氮、硝態(tài)氮去除分別達(dá)94.04％和95.46％，各種磷的去除率分別達(dá)87.00％，96.75％和99.00％。在各種磷濃度下，滿江紅的生長量均有增加。滿江紅的生長量、植物體氮和磷濃度均隨溶液里磷的濃度增加而增加。 6．基于不同填料和植物對(duì)污水中氮磷去除研究的基礎(chǔ)上，并針對(duì)填料、微生物、植物及二級(jí)出水特性特點(diǎn)構(gòu)建的人工組合生態(tài)系統(tǒng)在本地較低溫度條件下、較短的水力停留時(shí)間對(duì)二級(jí)出水的COD_(Cr)、NH_4~+-N、TN和TP都有較好的去除率。在5個(gè)月試驗(yàn)期間，，COD_(Cr)去除率為91％以上，NH_4~+-N去除率達(dá)98％以上，TN去除率達(dá)90％以上，TP去除達(dá)97％以上，達(dá)到了預(yù)期的效果。
【圖文】：

較高的 oxalAI對(duì)磷具有較高的吸附能力。 2.3.7SEM觀察為了研究填料在磷吸附前后填料表面的變化，采用了電鏡掃描技術(shù)。如圖2一3A、B、C、D、E和F所示，三種填料在吸附前后表面發(fā)生了明顯的變化。在本試驗(yàn)中，沸石、泥炭和鋼渣對(duì)溶液里的磷的去除率分別為60%、90%和74%。

水中氨有兩種存在形式:NH3·HZo和NH4十，即NH3+HZO=N風(fēng)++OH一(3一3)這主要取決于水中的pH(如圖3一1所示，圖中縱坐標(biāo)pNH3，和pNH4+分別表示水中NH3.HZoN玩+的摩爾百分含量)。顯然，酸性條件下，主要以NH4十存在，這有利于離子交換，即NaZ+N場+=NH4Z+Na+(3一4)然而，進(jìn)一步降低，水中大量H+將優(yōu)先與沸石進(jìn)行離子交換，而不利于交換N氏+
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X52

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本文編號(hào)：2589451