側(cè)向潛流人工濕地污水處理溫室氣體減排試驗(yàn)研究.pdf

1、全球氣候變化是當(dāng)今世界共同面對(duì)的一項(xiàng)極其重要的課題，也是未來(lái)幾十年內(nèi)，世界各國(guó)政府部門(mén)和公眾遇到的最大挑戰(zhàn)之一。研究表明：在未來(lái)幾十年里，溫室氣體減排領(lǐng)域具有相當(dāng)大的潛力，這一潛力能夠放緩全球溫室氣體排放的增長(zhǎng)或?qū)⑴欧沤档疆?dāng)前水平以下。據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約統(tǒng)計(jì)，2005年全球污水處理領(lǐng)域直接排放的溫室氣體約為6.4億噸CO2當(dāng)量。我國(guó)由于人口基數(shù)大，污水處理設(shè)施發(fā)展相對(duì)滯后以及廣大農(nóng)村地區(qū)污水處理設(shè)施的不完善，在污水處理領(lǐng)域排放的C

2、H4位居世界第一，約占排放總量的1/5；排放的N2O也位居世界前列，約占排放總量的1/5。
　　人工濕地污水處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均有較多研究，以水質(zhì)達(dá)標(biāo)為目標(biāo)，對(duì)人工濕地的池型、運(yùn)行方式等已取得了較大的技術(shù)進(jìn)步，并得到了推廣應(yīng)用。但是，人工濕地污水處理過(guò)程中同樣伴有 CH4、N2O等溫室氣體的排放，目前對(duì)其相關(guān)研究尚不深入。
　　通過(guò)對(duì)側(cè)向潛流人工濕地污水處理系統(tǒng)N2O在時(shí)間、空間上以及沿程的排放規(guī)律與特征研究，進(jìn)行了人工濕地中

3、的氮質(zhì)量平衡分析，研究了進(jìn)水水質(zhì)、干濕交替、溫度以及pH等相關(guān)因素對(duì)人工濕地污水處理溫室氣體排放的影響，同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化人工濕地，池型構(gòu)造與運(yùn)行方式，提出了側(cè)向潛流人工濕地污水處理系N2O等溫室氣體減排技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：
　　（1）側(cè)向潛流人工濕地污水處理系統(tǒng)N2O排放時(shí)空規(guī)律研究。側(cè)向潛流人工濕地N2O年平均通量231.26μg/m2?d，總體上表現(xiàn)為N2O的源。人工濕地N2O通量存在明顯的季節(jié)性、日變化和沿程漸減的特

4、征，N2O的排放通量的最大值出現(xiàn)在9月份，一天之中的最大值與最小值分別出現(xiàn)在中午與凌晨，植物的生長(zhǎng)活動(dòng)規(guī)律與溫度對(duì)N2O通量有一定的影響；人工濕地在進(jìn)水端的N2O通量明顯高于出水端，進(jìn)水端污水濃度較高，充分的C/N促進(jìn)了硝化與反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，加劇了N2O的釋放。
　?。?）側(cè)向潛流人工濕地污水處理系統(tǒng)氮質(zhì)量平衡研究。本文基于污水處理與濕地生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合特征，構(gòu)建了人工濕地中的氮質(zhì)量平衡模型和N2O排放估算方法。根據(jù)人工濕地設(shè)計(jì)構(gòu)

5、造與運(yùn)行方式，進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)與邊界條件的設(shè)定，可快速估算N2O的排放量。該方法在重慶市污水處理溫室氣體排放基準(zhǔn)線和重慶市某濕地公園溫室氣體排放的測(cè)算結(jié)果表明，人工濕地具有較大的溫室氣體減排潛能。
　?。?）側(cè)向潛流人工濕地污水處理N2O排放通量影響因素試驗(yàn)研究。進(jìn)水水質(zhì)、溫度、干濕交替等因素均會(huì)影響人工濕地 N2O的釋放。在最大水力負(fù)荷下，N2O的釋放通量最高可達(dá)290.35μg/m2?d，最低僅為82.47μg/m2?d，在相同

6、水力負(fù)荷下，隨著進(jìn)水濃度的增加，N2O排放通量也隨之增加；C/N對(duì)N2O排放通量影響較大，C/N=5-10時(shí)，人工濕地中N2O排放通量為110μg/m2?d左右，當(dāng)C/N=15時(shí)，N2O排放通量可達(dá)735.94μg/m2?d；pH對(duì)N2O排放通量影響也比較明顯，在pH>6.8時(shí)，人工濕地N2O釋放通量約為5μg/m2?d，幾乎沒(méi)有N2O釋放，當(dāng)pH<6.8時(shí)，人工濕地N2O釋放通量可達(dá)298.3μg/m2?d；隨著進(jìn)水鹽度的增加，N2O

7、排放通量也隨之增加，N2O排放通量隨亞硝酸鹽含量增加的增長(zhǎng)趨勢(shì)較硝酸鹽快。鹽度為0.45mg/L時(shí)，硝酸鹽和亞硝酸鹽分別釋放的N2O通量為84.26μg/m2?d、105.97μg/m2?d；鹽度為2.25mg/L時(shí)，硝酸鹽和亞硝酸鹽釋放的N2O通量分別為234.56μg/m2?d、499.28μg/m2?d；溫度對(duì)人工濕地N2O排放通量有一定影響，溫度較高時(shí)N2O排放通量也較高，水溫為28℃時(shí)，N2O排放通量為298.31μg/m2?