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.     

反硝化生物滤池在污水深度处理中的应用

以苏州市某污水处理厂二沉池出水为原水,分析反硝化生物滤池(DNBF)的脱氮效果以及影响因素。结果表明,DNBF在较宽泛的流速范围内,当进水COD/TN值≥3. 5时能达到较好的脱氮效果,出水TN可降至3 mg/L以下,尤其在进水COD/TN值为5时出水TN可降至1 mg/L左右,TN平均去除率为87. 1%,NO3--N平均去除率为96. 1%;当流速升至120 L/h(HRT=15. 18min)时,初期出现NO2--N积累现象,但仅数日便缓和,DNBF显示出较强的耐水力负荷冲击能力;当进水NH4+-N超高或NO2--N过高时,DNBF对NO3--N和NO2--N的去除率仍处于较高水平,具备较强的抗含氮污染物冲击能力;通过监测DNBF中原水COD以及沿程TN、pH值的变化,及时调整碳源投加量,可确保良好的脱氮效果并保障水质达标。     

出水水位对垂直潜流湿地脱氮效果及N_2O释放的影响

开展了不同出水水位下垂直潜流湿地脱氮效果和N2O释放的对比研究,并分析了出水水位对湿地中脱氮微生物分布的影响。结果表明,出水水位可影响垂直潜流湿地的脱氮效果及湿地中N2O的释放通量,当系统水力负荷(HLR)设定为0.20 m3/(m2·d)且出水水位为50 cm时,垂直潜流湿地对TN的平均去除率可达78.24%,湿地中N2O的释放通量则随出水水位的降低而增大,即当出水水位由100 cm降至10 cm时,湿地系统的N2O释放通量由3.75~14.07μg/(m2·h)增至26.96~35.52μg/(m2·h)。出水水位亦可影响垂直潜流湿地中脱氮微生物的分布,合适的出水水位可实现脱氮微生物的合理分配,强化系统的硝化与反硝化作用,提高系统的脱氮能力并有效降低N2O的释放通量。因此,选择合适的出水水位可实现垂直潜流湿地对生活污水的高效低耗处理。     

新型潜流人工湿地净化微污染地表水的研究

研究了好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地对微污染地表水的净化效果及其工艺优化。结果表明,在受试填料中,火山石具有较大的比表面积和微生物附着能力,确定为该湿地系统的最佳填料。当人工湿地采用好氧/厌氧/好氧(体积比为1∶1∶1)结构时,对COD和氨氮的去除效果较好,但对NO3--N和TN的去除效果不佳;将湿地结构优化为好氧/缓冲/厌氧/好氧四级串联后,可明显提高脱氮效果,出水TN降至0.5 mg/L以下。     

莲花湖人工湿地对污水的净化效果研究

以莲花湖复合式人工湿地为研究对象,分析了对COD、TN、TP的去除效果,以期为中国东北地区构建人工湿地提供技术支持.研究结果表明,垂直潜流湿地对COD的去除效果比水平潜流湿地强;同表流湿地相比,潜流湿地对COD的去除效果相对较好.莲花湖人工湿地对TN的去除效果比较显著;在各湿地单元中,下行流湿地对TN的去除率最低.垂直潜流湿地对TP的去除效果明显比水平潜流湿地强,表流湿地对TP的去除效果最好;水平潜流湿地容易发生基质堵塞,影响了其净化功能.人工湿地系统对COD和TP的去除效果在8月和9月最为显著,7月、8月及9月下旬对TN的去除效果最好.对TP的去除率从10月下旬开始出现负值,丧失了除磷功能.     

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。     

云南抚仙湖湖滨带复合湿地的脱氮效果分析

马料河是抚仙湖北岸水量较大的入湖河流，其水质较差，为保护抚仙湖的水环境，在湖北岸的湖滨带修建了复合型人工湿地。该湿地分为生物强化沉淀池、水平潜流湿地和表面流湿地3个净化功能区，主要收集马料河集水域内的农田径流污水和澄江县城部分生活污水。监测表明，该复合型人工湿地的脱氮效果比较明显，对污水中硝酸盐氮、氨氮和总氮的平均去除率分别为61．9％、55．9％、40．3％；潜流人工湿地和生物强化沉淀池对氨氮的去除效果不佳，而表面流人工湿地则脱氮效果较好。最后，提出了强化脱氮的一些措施。     

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。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

进水方式对OAO蔬菜潜流湿地净化效果的影响

为提高好氧/厌氧/好氧（OAO）蔬菜潜流湿地对总氮的去除效果,同时维持其对有机物的高去除率,在野外条件下采用人工模拟的当地村落无序排放污水,分析不同进水方式（首端进水、三点进水和两点进水）对湿地去除污染物效果的影响。结果表明,相较于首端进水,三点进水方式下湿地对总氮的去除效果有所提高,但对COD和总磷去除率的提升效果不显著,最佳脱氮进水流量比为1∶2∶1,脱氮效果提升13.56%,氨氮、硝态氮和总氮去除率分别达到75.11%、95.07%和79.86%,相应出水平均浓度分别为0.65、0.53和1.32 mg/L。采用两点进水方式时,湿地脱氮除磷效率及COD去除率均高于三点进水和首端进水,最佳脱氮进水流量比为1∶3,氨氮、硝态氮和总氮去除率分别为82.10%、97.71%和85.59%,相应出水平均浓度分别为0.92、0.09和0.93 mg/L。     

复合垂直流人工湿地净化污水厂尾水的研究

采用复合垂直流人工湿地处理模拟污水厂二级处理出水(尾水),研究了对主要污染物指标的去除效果.结果表明,在进水负荷为0.32 m3/(m2·d)、水力停留时间为3 d的条件下,系统对浊度、COD、NH+4-N、TN、TP的平均去除率分别为65.47%、46.87%、50.06%、52.88%、70.06%,出水COD、TN、TP浓度达到了<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的一级A标准,出水NH+4-N浓度达到了一级B标准.与其他研究结果相比,在污染负荷、面积、湿地深度等条件基本一致的情况下,该湿地系统具有更好的脱氮除磷效果.     

补充生物质强化水平潜流湿地去除硝酸盐氮研究

针对垂直流-水平流组合人工湿地的水平流段反硝化碳源不足的问题,研究了投加香蒲枯叶对去除硝酸盐氮及出水水质的影响.结果表明,投加经过碱处理和未处理的香蒲枯叶均可以提高水平潜流人工湿地系统对硝酸盐氮的去除速率.在进水硝酸盐氮为50 mg/L时,投加经碱处理的香蒲枯叶后,运行初期的出水硝酸盐氮<7 mg/L,去除速率可达12.18 S/(m~3·d);投加未处理的香蒲枯叶后,运行初期的出水硝酸盐氮<15 mg/L,去除速率为9.21 g/(m~3·d).投加香蒲枯叶后,系统出水总氮的变化趋势与硝酸盐氮的一致.     

重庆南湖水源地保护工程人工湿地的雨季运行特点

人工湿地是近年来日益受到关注的一项农业径流面源污染控制技术。结合重庆市南湖水源地保护工程的人工湿地工程实例,分析了该农业区雨季径流的水质、水量特征,并对人工湿地的运行特点以及不同运行方式下的除污效果进行了研究。结果表明,用于农业径流处理的人工湿地为典型非稳态运行人工湿地,在降雨影响下进水量和出水量并不相等,适合用径流平均浓度(EMC)去除率评估其污染物净化效能;在雨季进水水量和水质随机波动的情况下,人工湿地的出水COD、NH_4+~-N、TN以及浊度值稳定,均能达到设计要求,但对TP的去除效果受进水量的影响明显,进水TP为0. 11～0. 34 mg/L时,出水TP的EMC值为0. 16 mg/L,未达到设计要求。     

运行工况对序批式深床人工湿地脱氮效能的影响

针对污水厂尾水高标准深度脱氮的难点问题,以序批式深床人工湿地(DSCW)为研究对象,考察了运行工况对系统脱氮效能的影响及沿程污染物去除规律。结果表明:进水和闲置时间对系统去除NH_4~+-N影响显著,而反应时间对系统去除TN影响显著。DSCW系统的最优运行工况为"进水6 h、反应6 h、排水0.5 h、闲置4 h",在水温为25~33℃、进水C/N值为5.5条件下,出水NH_4~+-N、TN分别为1.4和1.7 mg/L,去除率分别为71.4%和92.6%,达到地表水环境质量Ⅴ类标准。对沿程污染物去除规律的分析显示,湿地深度对去除NH_4~+-N和TN无显著影响。     

基于多参数评价体系的三种人工湿地净化能力研究

以玉溪海绵城市试点区人工湿地项目为依托,对表面流、水平潜流和垂直潜流三种类型人工湿地净化能力进行了多参数评价。通过对多个污染物参数进行为期两年的污染物监测,对比分析了三种人工湿地的水质净化能力。通过试验研究发现,三种类型人工湿地对污染物的去除效果和机理不同,对BOD_5去除率最高;对水质中BOD_5、COD、TN、TP和高锰酸盐指数指标去除效果最好的为垂直潜流人工湿地,水平潜流人工湿地次之,去除效果最差的为表面流人工湿地;对水质中NH_4~+-N去除效果最好的为垂直潜流人工湿地,表面流人工湿地次之,去除效果最差的为水平潜流人工湿地;在不同类型人工湿地对植被的N含量、P含量、N积累量和P积累量方面,垂直潜流人工湿地均显著高于水平潜流和表面流人工湿地。     

厌氧—局部循环供氧生物膜技术的脱氮特性

针对农村生活污水的水质、水量和间歇排放特点,开发了"厌氧—局部循环供氧生物膜"技术,并考察了其对农村生活污水的脱氮能力。该工艺的厌氧池和局部循环供氧池有效容积比为1∶1.6,曝气装置位于局部循环供氧池中间底部,环形导流板将其分隔成中间好氧区和四周缺氧区,斜管沉淀池被前置于厌氧池与局部循环供氧池之间,出水端设置循环水池。装置连续运行12个月,平均进水量为140 L/d,生物反应区的HRT为1.3 d,出水BOD5、TN、NH3-N、NO3--N平均浓度分别为3.38、11.98、2.69、7.03 mg/L,NO3--N、NH3-N分别占到TN的58.7%、22.4%,出水水质达到了GB 18918—2002中的一级A排放标准。说明该技术对农村生活污水具有较好的处理效果,系统的硝化作用非常强,但反硝化作用受到碳源不足的制约。     

两种潜流人工湿地对二级生化出水的处理效果

采用垂直潜流和水平潜流两种人工湿地处理武汉某污水厂二级生化出水,研究了不同水力负荷条件下污染物的去除效果,并进行了相关性分析。结果表明,两种湿地对COD、NH₃-N、TN和TP的去除效果无显著性差异。在水力负荷为0.25 m³/(m²·d)条件下,两种湿地对COD和TN的去除效果较好;在水力负荷为1.00 m³/(m²·d)条件下,对NH3-N和TP的去除效果较好。相关性分析表明,两种湿地的水力负荷与TN去除率呈显著负相关关系,进水浓度在很大程度上影响着湿地的净化效果,同时各水质指标去除率之间存在一定的相关性。     

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。     

不同湿地植物对扎染废水处理效果的研究

分别以芦苇、美人蕉、菖蒲和水芹菜为湿地植物来构建垂直潜流人工湿地系统,研究其对扎染废水的处理效果.结果表明,在相同进水浓度下,芦苇湿地系统的出水COD平均浓度最低,仅为25.7 mg/L;美人蕉湿地系统的出水氨氮和TN平均浓度最低,分别为0.96和4.25 mg/L;水芹菜湿地系统的出水TP平均浓度最低,仅为0.09 mg/L.综合考虑可知,芦苇和美人蕉对扎染废水的处理能力较强.4种植物对扎染废水均具有较好的处理效果,湿地出水的各项指标均优于<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的一级A标准.     

缺氧生物膜滤池的自养脱氮性能研究

在成功实现亚硝酸盐自养脱氮(厌氧氨氧化)的基础上,探讨了亚硝酸盐浓度对缺氧生物膜滤池脱氮性能的影响。结果显示,在一定范围内提高亚硝酸盐浓度可加快氨氮去除速率,当NO2--N为118.4 mg/L时氨氮去除速率达到最大;此后,进一步提高进水NO2--N浓度会对氨氮的去除产生明显的抑制作用,导致反应速率下降,但此时的厌氧氨氧化菌仍具有较高的活性;为获得良好的脱氮效果,应控制进水NO2--N/NH4 -N值为1.3。