温度对硫自养水平潜流人工湿地脱氮效果的影响

反硝化作用是湿地脱氮的主要途径,低C/N值作为污水厂尾水的典型特征,限制了异养反硝化作用,硫自养反硝化与湿地技术相结合,可有效解决潜流湿地脱氮难的瓶颈。以污水厂尾水为研究对象,筛选适宜潜流湿地脱氮的功能基质,最终确定还原态硫-沸石-砾石的体积比为1∶1∶1时脱氮效果最佳,还原态硫的添加显著提升了潜流湿地的脱氮效果。此外,温度对硫自养潜流湿地脱氮效果的影响较大,在25～30、17～19℃条件下,硫自养潜流湿地脱氮率可达90%以上,11～13℃时脱氮率维持在80%左右,6～8℃时硫-石灰石-砾石湿地的脱氮率降至47%。在硫自养潜流湿地内共发现37个属,优势菌属中包括Thiobacillus、Sulfurimonas等硫自养反硝化菌属,硫自养反硝化菌的数量与系统反硝化速率呈正相关。     

硫自养反硝化强化垂直流人工湿地脱氮性能研究

复合垂直流人工湿地在处理低碳氮比值污水时需外加有机碳源,增加了处理成本,且存在二次污染的可能。将单质硫与CaCO3以体积比为1∶1均匀混合后作为基质填充到复合垂直流人工湿地中以强化其脱氮效果,研究了HRT、NO-3-N浓度对系统脱氮效果的影响。结果表明,进水NO-3-N为3、10、15、20 mg/L,HRT=12 h时,系统对NO-3-N的去除速率分别为0.22、0.78、1.16、1.53 mg/(L·h),出水水质可达到我国地表水环境质量标准中的Ⅱ类标准。在HRT=12 h的条件下,分析了系统沿程氮形态的变化,探索了氮的去除途径。     

人工湿地脱氮技术的机理及应用

阐述了人工湿地的脱氮机理,并对国内外一些具体的工程应用实例进行了介绍。     

两种改进型垂直潜流人工湿地脱氮途径分析研究

通过对两种改进型垂直潜流人工湿地中垂向沿程DO浓度、氨氮浓度以及硝态氮浓度的考察,从pH角度分析了两种改进型湿地中的脱氮途径.试验发现,两种改进型垂直潜流人工湿地均能满足硝化要求,出水氨氮浓度均能达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的一级A标准,且改进型序批式垂直潜流人工湿地(MCBW)的脱氮能力大于序批式垂直潜流人工湿地(CBW).此外,通过理论分析和物料衡算得出,序批式垂直潜流人工湿地的脱氮途径主要以传统硝化反硝化为主,而改进型序批式垂直潜流人工湿地中存在着同步硝化反硝化.     

潜流型人工湿地低温域脱氮效果研究

由于受低温和植物休眠的影响,人工湿地在冬季运行时脱氮率明显下降,而通过在人工湿地的植物表面覆盖保温材料,可有效提高湿地内温度,防止了结冰并减缓了植物休眠;通过控制湿地水力条件和运行方式,可提高湿地系统的温度和溶解氧值,促进NH4 -N的正常硝化;当水力负荷为0.5~15cm/d时,湿地对TN的去除率可达68%。     

进水策略对垂直潜流人工湿地脱氮的影响

本文通过正交实验考察进水次数、进水持续时间和进水量对垂直潜流人工湿地脱氮的影响,以及研究污水在模型单元内的滞留情况与TN去除的关系.正交实验表明,进水次数、进水持续时间和进水量对垂直潜流人工湿地脱氮有较大影响,影响的主次因素分别为:进水次数>进水量>进水持续时间.正交实验数据表明:①在进水COD为260mg/L,TN为27.9mg/L的情况下,各模型单元出水中均未出现NO3--N或NO2--N的累积;②运行工况对于垂直潜流人工湿地脱氮非常重要.污水在模型单元内的滞留量与TN去除关系实验表明,进水间膈时间过长对TN的去除不利;间歇操作运行中,初始出水TN去除效果较差,随后提高,并趋于稳定.     

局部充氧提高波形潜流人工湿地除污效能的研究

人工湿地获得氧气的能力被认为是其去除COD和NH4^＋-N的关键限制性因素，为此对传统波形潜流人工湿地采取了3种局部充氧强化措施，即进水预曝气和湿地前、后部充氧。试验结果表明，进水预曝气的效果不明显，而采用前、后部充氧则明显改善了湿地内的溶解氧分布状态，对COD和NH4^＋-N的去除效果非常显著：前部充氧的湿地对其平均去除率分别为62.12％和93．5％，后部充氧的湿地分别为58．09％和96.6％。前部充氧的湿地主要依靠外部充氧快速降解COD和NH4^＋-N，而后部充氧湿地则充分发挥了湿地的生态处理功能，外部充氧主要用于NH4^＋-N的硝化过程，因此从需氧量和能耗的角度考虑，后部充氧更具优势。当局部充氧湿地的水力负荷为0．8m^3／（m^2·d）时，其有机负荷达到了56～112gCOD／（m^2·d），氨氮负荷达到了20-28g／（m^2·d）。     

人工湿地污水处理系统脱氮机理的研究进展

人工湿地是一项复合生态系统工程,其去除机理错综复杂,本文综述了人工湿地的系统构成,及其污水中脱氮的机理,并主要从湿地中植物,基质,微生物三个方面系统的阐述了对脱氮原理及其对去除效果的影响,根据目前国内外的研究进展情况,提出了对当前人工湿地系统存在的问题的几点建议。     

CIBR/波形潜流人工湿地工艺处理城市污水研究

针对武汉市城市污水的水质特点，采用一体式生物反应器（CIBR）与波形潜流人工湿地的组合工艺对其进行处理。研究表明，通过调整CIBR的运行工况来合理分配处理负荷，能有效降低季节性水质变化与湿地单元处理能力变化对出水水质的影响；当组合工艺的直接处理电耗平均值为0．19（kW·h）／m^3时，出水COD、NH3-N、TN及TP平均值分别为15．68、3．25、8．69和0．50mg／L，总体上达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。组合工艺的总能耗为0．22（kw·h）／m^3，相比于A^2／O及Bardenpho工艺，其处理能耗分别降低了20．77％和40．12％，节能效果显著。     

不同挂膜启动方式对复合硫填料自养脱氮效果的影响

为确定硫自养反硝化技术在工程应用中合适的启动方式,对比了变滤速接种挂膜、变滤速自然挂膜和固定滤速自然挂膜三种不同的挂膜方式对脱氮效果的影响。结果表明,接种挂膜在实际工程应用中没有显著优势,变滤速自然挂膜法的脱氮效果最好,其最大脱氮负荷为0.81kg/(m³·d)。通过分析pH、DO和SO₄^2-等参数的变化情况发现,挂膜过程会使出水pH降低,进水DO过高会抑制脱氮过程,一些好氧菌可能会利用溶解氧将硫单质氧化为SO₄^2-,使SO₄^2-平均增加量高于理论值。采用高通量测序手段对系统内微生物群落结构特征进行了分析,在属水平上反应器中进行硫自养反硝化的优势菌群有硫杆菌属(Thiobacillus)和热单胞菌属(Thermomonas),相对丰度分别为6.38%和3.86%,与二沉池回流污泥的微生物群落结构相比存在明显的驯化过程。     

厌氧悬浮床/潜流湿地处理生活污水

为开发适于处理村镇生活污水的高效而经济的工艺，将厌氧悬浮填料床和波式潜流人工湿地工艺串联起来，其中短HRT厌氧单元在较大程度上发挥了将颗粒有机物转化为溶解性有机物的作用，为后续湿地处理提供了有利的条件。与传统潜流湿地比较，波式潜流湿地优化了水力流态。使污水反复与湿地系统的上层、中层和下层的微生物、根系和介质接触，充分发挥了湿地系统降解污染物的能力。试验结果表明：当厌氧床的HRT为3h、波式潜流湿地的HRT为5．6d时，该系统能够同时高效去除生活污水中COD、TN、NH4^ —N、TP和SS等污染物，出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级标准的B标准；冬季低温期间系统处理效果有一定程度下降，但未出现恶化现象；该系统适于处理居住密度不高、冬季冰冻期短的村镇生活污水。     

二级串联人工湿地处理农村污水的脱氮除磷研究

采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究。结果表明，在夏季，当进水容积负荷为400L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为83％、80％和83％，相应的污染物削减量分别为4772、5463和524mg／d；在冬季，当进水容积负荷为240L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为90％、90％和94％，相应的污染物削减量分别为7751、8893和732mg／d；降低进水容积负荷可延长系统的水力停留时间，有利于保持人工湿地系统的除污效率；二级湿地采用粒径较小的填料有助于维持系统对NH4^＋ -N、TN和TP去除效果的稳定性，该工艺可有效去除太湖流域农村生活污水中的氮、磷污染物。     

复合流人工湿地对富营养化河水的脱氮效能研究

采用组合基质复合流人工湿地处理富营养化河水,重点分析了其脱氮效能。结果表明:人工湿地系统对富营养化河水具有较好的处理效果,出水水质基本可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类标准,对TN、NH4+-N、NO3--N、COD、TP的去除率分别为50.00%、63.07%、55.30%、53.83%、77.27%。人工湿地系统的脱氮量主要来源于对无机氮的削减;影响脱氮效果的因素主要有HRT、温度、TN面积负荷以及进水硝态氮比例,通过对以上影响因子拟合形成的TN去除率预测模型,预测准确度较高,可用于指导实际工程的设计与调试运行。     

砾间接触氧化/水平潜流人工湿地净化微污染河道水

以微污染河道水为处理对象,研究了砾间接触氧化/水平潜流人工湿地复合工艺对水质的净化效果。经过26 d改变进水配比、曝气方式等的调控运行,成功启动复合工艺模拟装置,砾间接触氧化区(简称砾石区)的COD、NH4⁺-N去除率均稳定在75%左右,TN去除率在45%~60%。为进一步强化净化效果,探讨了砾石区水力停留时间(HRT)和砾石曝气区与非曝气区(O/A)分段进水配比对砾石区及后置潜流人工湿地出水水质的影响。当砾石区HRT为5 h时,砾石区对污染物的去除效果较好,COD、NH4⁺-N、TN平均去除率分别可达72%左右、75.28%、67.79%,人工湿地对三者的去除率分别为31%、43%、28%;当O/A区分段进水配比为1∶1时,对COD、NH4⁺-N的平均去除率较高,分别为77.39%和84.91%,分段进水配比为1∶2时,对TN的去除率最高,达到68.5%,人工湿地对TN的去除率为24.47%。因此,砾石区HRT为5 h为较佳参数,分段进水配比可根据进水污染状况灵活选择,研究结果可为实际工程应用提供理论支撑。