序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地污水處理N2O減排試驗研究.pdf

1、N2O作為一種危害性很大的溫室氣體，其增溫潛勢（GWP）是CO2的130～300倍，已成為全球氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨形成的重要原因。人工濕地具有投資省、運行維護簡單和處理效果好等特點，被廣泛應用于中小型污水處理系統。大量研究表明，人工濕地污水處理系統是N2O的一個重要釋放源，在人工濕地污水處理系統的硝化和反硝化過程中有大量N2O排放。因此，研究人工濕地中N2O產生過程并進一步減少N2O的排放量，具有現實意義。
　　試驗采用序批

2、式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地，通過控制好氧硝化和缺氧反硝化過程中影響N2O排放的因素，以達到N2O減排的效果。好氧硝化段的四級人工濕地采用跌水串聯和序批式運行方式，進水-反應-全排空的運行方式，使得池內基質與大氣全方位接觸，復氧效果好，可以強化硝化過程；缺氧反硝化階段采用連續(xù)流運行方式，DO濃度低，使得反硝化過程完全進行，能有效減排 N2O釋放量。通過研究水力停留時間（HRT）對序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地污水處理效能和N2O排放通量的

3、影響，找出最佳水力停留時間。在最佳HRT下，研究進水濃度和溫度對人工濕地污水處理效能和N2O排放通量的影響，并通過對基質內氮的遷移轉化的研究，建立氮平衡質量模型，估算其溫室氣體減排潛力。研究得出主要結論如下：
　?、?HRT對序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地污水處理效能及N2O排放通量的影響研究，結果表明：在一定范圍內隨著HRT的延長，處理效能有所提高。當單級好氧人工濕地HRT為1h、2h，出水NH3-N和TN濃度不能達到一級B標；

4、當單級好氧人工濕地HRT為3h、4h，缺氧人工濕地的HRT為3h時，出水中的COD、NH3-N、TN、TP的濃度均能滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級B類標準。當單級好氧人工濕地HRT分別為1h、2h、3h、4h，缺氧人工濕地HRT為1h時，N2O平均釋放通量分別為70.2μg m-2h-1、103.7μg m-2h-1、139.7μg m-2h-1、238.5μg m-2h-1；缺氧人工濕地HRT為3h，N2O平均釋放通量分別為66

5、.5μg m-2h-1、100.1μg m-2h-1、135.1μg m-2h-1、234.4μg m-2h-1。好氧人工濕地N2O排放量隨著HRT延長而增大，缺氧人工濕地N2O排放量隨著HRT的延長而減少。對N2O釋放通量和DO濃度做線性擬合分析，結果表明：好氧人工濕地中N2O的排放量與DO呈負相關，缺氧人工濕地N2O的排放量與DO呈正相關。在水質達到一級B標的前提下，按照N2O排放量最小的原則，得出的最佳運行HRT為單級好氧人工濕地

6、和缺氧人工濕地均為3h。
　?、谶M水濃度對序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地污水處理效能及 N2O排放通量的影響研究，結果表明：在最佳運行HRT下，高、中、低三種進水濃度下系統對COD去除率分別為77％、69%、57%，出水COD濃度均能滿足一級B標；高進水濃度下，NH3-N和TN出水濃度分別為10mg/L、21.71mg/L，接近一級B類標準；中、低進水濃度下NH3-N和TN出水濃度滿足一級B類標準。在高、中、低三種進水濃度下，序批

7、式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地 N2O平均釋放通量分別為138.5μg m-2h-1、110.6μg m-2h-1、109.8μg m-2h-1，缺氧人工濕地N2O平均釋放通量分別為105.6μg m-2h-1、132.6μg m-2h-1、142.4μg m-2h-1，總體上N2O排放通量隨著進水濃度的增大而增加，而缺氧人工濕地N2O排放通量隨著進水濃度增大而減少，但影響并不顯著（p=0.16>0.05）。
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8、連續(xù)流缺氧人工濕地污水處理效能及 N2O排放通量的影響研究，結果表明：在最佳運行HRT下，在溫度為25～35℃、12～25℃時，出水COD、NH3-N和TN均能達到一級B類標準。在溫度為12℃以下時，出水NH3-N和TN接近一級B類標準。溫度對N2O的排放影響體現在N2O的季節(jié)和日變化特征，好氧人工濕地和缺氧人工濕地N2O通量最大值均在10月份，最小值均在1月份；在秋季、冬季和春季，一天中N2O釋放通量最大值分別出現在12:00、14:

9、00、12:00，N2O釋放通量最小值均出現在凌晨24:00。
　　④對序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地進行氮質量平衡和溫室氣體減排估算研究，結果表明：夏季、秋季和冬季序批式好氧-連續(xù)流缺氧人工濕地的N2O釋放通量分別占污水氮流入量的比例系數為8.95×10-4、6.66×10-4、2.27×10-4；通過與普通污水處理廠溫室氣體排放量進行比較，該人工濕地年排放的溫室氣體為606.8 kgCO2當量，遠少于普通污水廠的3232.6k