城市河道水源中氮素脫除技術(shù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市水環(huán)境不斷惡化,地表水環(huán)境遭到了嚴(yán)重破環(huán)。外在污染物質(zhì)不斷流入,致使河道中氮、磷含量急劇升高,富營養(yǎng)化頻繁發(fā)生。城市水資源短缺及水環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)下熱點問題,如何解決迫在眉睫。本文在對實際河道調(diào)研監(jiān)測的基礎(chǔ)上,通過反硝化模擬降解試驗篩選出方便易得成本低廉的天然纖維素碳源香樟葉作為反硝化菌群碳源與載體,通過前置曝氣生物濾池與纖維素柱式濾池組合工藝脫除城市河道中的氮素,并在實驗室研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了中試研究。本文結(jié)論如下

2、:
　　 對新城區(qū)河道及校內(nèi)示范工程點進(jìn)行了年際水質(zhì)監(jiān)測,河道pH整體呈弱堿性;SS平均值低于50 mg/L;Chla隨氣溫變化較明顯,春末至初秋期間含量較高;河道中無機(jī)氮主要以NO3--N和NH4+-N為主;各河道TN、TP及COD均值范圍為3.41.9-94 mg/L、0.040-0.314 mg/L、27.8-86.1 mg/L,應(yīng)用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對河道水質(zhì)進(jìn)行評價,水環(huán)境質(zhì)量差,氮素污染嚴(yán)重。
　　 為反硝化菌

3、群選取合適的能量來源和附著載體,選取4種合成淀粉以及8種天然纖維素兩類固態(tài)碳源作為研究對象。通過電鏡掃描,4種淀粉合成材料表面特性結(jié)構(gòu)差異較大,有機(jī)質(zhì)釋放量γ木薯＞γ小麥＞γ玉米≈γ馬鈴薯。脫氮符合零級反硝化動力學(xué)方程,馬鈴薯和小麥脫氮效果好于木薯和玉米,兩者脫氮率在90％以上,整個反應(yīng)周期為7 d。天然纖維素碳源浸出液安全并具有一定的吸附NO3--N能力,單變量方差分析表明,以堿處理作為預(yù)處理可明顯提高反硝化速率,脫氮率均在96％以上

4、(樹皮除外)。2種處理方式中均有NO2--N累積,部分纖維素釋放NH4+-N并發(fā)生DNRA反應(yīng),樹葉在兩種處理中脫氮效果均較好。結(jié)合兩類碳源來源、制備成本及反硝化特性,選擇未經(jīng)堿處理的香樟葉作為下一步反硝化柱式濾池的碳源與載體。
　　 通過水質(zhì)監(jiān)測調(diào)研,河道中還存在有機(jī)氮,為達(dá)到氮素最大化去除,本文通過前置曝氣生物濾池與纖維素柱式濾池串聯(lián)組合工藝進(jìn)行對河道氮素脫除研究。曝氣生物濾池采用自然掛膜法啟動,其具有較強(qiáng)的抗水力負(fù)荷和有機(jī)

5、負(fù)荷能力,NH4+-N的去除主要集中于底端30 cm處,曝氣生物濾池中存在同步硝化反硝化現(xiàn)象。纖維素柱式濾池采用接種掛膜法啟動,NO3--N去除率隨水力負(fù)荷升高而逐漸下降;在0.189 m3/(m2·h)水力負(fù)荷條件下,體系在pH=6.00具有最高的NO3--N去除率;以河水為直接進(jìn)水方式,系統(tǒng)具有良好的抗水力負(fù)荷能力;通過Eckenfelder公式確定該反應(yīng)器模型參數(shù)即反應(yīng)速率常數(shù)K為0.0256。兩反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后,當(dāng)河道進(jìn)水TN范