三級(jí)生物沸石強(qiáng)化硝化人工濕地處理分散養(yǎng)豬沖洗水特性.pdf

1、分散養(yǎng)豬沖洗水含有高濃度的有機(jī)物和氮磷，簡(jiǎn)單的沼氣池厭氧處理對(duì)氮磷去除效果不明顯。生物-生態(tài)組合工藝為分散及小規(guī)模養(yǎng)殖污水的治理提供了一條經(jīng)濟(jì)可行的路線。人工濕地是一種常用的生態(tài)工藝，但其存在脫氮能力較弱的顯著性缺陷。生物沸石可實(shí)現(xiàn)氨氮吸附和原位再生，可持續(xù)性去除氨氮。在前期研究的基礎(chǔ)上，基于生物沸石快速吸附-再生動(dòng)態(tài)平衡技術(shù)，構(gòu)建了三級(jí)強(qiáng)化硝化人工濕地，考察其啟動(dòng)前后濕地運(yùn)行性能、出水時(shí)污染物隨時(shí)間變化、磚渣層污染物沿程變化、提升負(fù)荷

2、及低溫的影響以及生物沸石層ORP分布，分析了人工濕地中氮、磷的遷移轉(zhuǎn)化特性，并采用16S rRNA對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。主要研究結(jié)論如下：
　　1、以源分離后分散養(yǎng)豬沖洗水經(jīng) ABR處理后進(jìn)入三級(jí)人工濕地系統(tǒng)，進(jìn)水 COD濃度約在350~780 mg/L之間，NH4+-N為75~370 mg/L，TP為3~48mg/L，三級(jí)人工濕地水力負(fù)荷為0.047 m3/(m2·d)。沖洗水中的COD、氨氮主要在濕地一區(qū)去除，濕地二區(qū)和三

3、區(qū)對(duì)COD和NH4+-N去除率較低。人工濕地運(yùn)行期間，進(jìn)水COD、NH4+-N濃度波動(dòng)較大，在進(jìn)水氨氮負(fù)荷較高或環(huán)境條件不利等情況下，三級(jí)生物沸石人工濕地可先將氨氮吸附，隨后再緩慢再生，釋放對(duì)氨氮的吸附位點(diǎn)，保證濕地系統(tǒng)出水穩(wěn)定，表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
　　2、三級(jí)濕地系統(tǒng)通過(guò)潮汐流方式運(yùn)行復(fù)氧，濕地一區(qū)增加復(fù)氧管強(qiáng)化復(fù)氧，復(fù)氧效果良好。濕地沸石層大部分ORP在400mV以上，COD和NH4+-N去除效果明顯，COD的平均去

4、除率為85.5％。TN的去除主要依賴(lài)沸石對(duì)氨氮的吸附和硝化反硝化作用，氨氮和總氮平均去除率分別為76.5%、76.1%，磚渣對(duì)氨氮的去除作用甚微。
　　3、水力負(fù)荷的提升對(duì)濕地系統(tǒng)COD、氨氮、總氮及氧化態(tài)氮的影響較大。濕地出水 COD隨進(jìn)水有機(jī)物濃度的急劇增大而增大，氧化態(tài)氮濃度隨負(fù)荷提升顯著下降， NO3--N濃度由63.44mg/L降低至4.16mg/L。廢水中的P主要靠磚渣的吸附沉淀去除，總磷主要在濕地一區(qū)被去除，環(huán)境溫度

5、變化對(duì)TP的去除影響不大。溫度降低導(dǎo)致濕地系統(tǒng) COD總?cè)コ视?7.8%降低至74.8%。由于低溫抑制了硝化細(xì)菌的活性，一區(qū)NH4+-N、TN的去除率明顯降低，NH4+-N和TN的去除率分別由76.5%、76.1%降低至48.3%、47.9%。
　　4、三級(jí)強(qiáng)化硝化人工濕地系統(tǒng)脫氮的主要途徑是硝化反硝化作用，約占除氮的67.19%，其次是基質(zhì)蓄積，占30.05%，基質(zhì)的蓄積作用是人工濕地系統(tǒng)除磷的主要途徑，約占86.19%，植物

6、吸收及微生物同化作用對(duì)濕地系統(tǒng)脫氮除磷貢獻(xiàn)較小。濕地系統(tǒng)沸石層主要進(jìn)行硝化作用，同時(shí)也存在反硝化作用，其中濕地一區(qū)硝化、反硝化潛力最強(qiáng)，分別約為0.0071 mg/(g?h)和0.0227 mg/(g?h)，二、三區(qū)硝化、反硝化潛力相對(duì)較低。
　　5、沸石表面典型的晶狀結(jié)構(gòu)，利于微生物附著生長(zhǎng)。三級(jí)人工濕地掛膜之后，沸石表面形成致密厚實(shí)的生物膜，磚渣表面生物膜不及沸石表面的生物膜密集，主要是厭氧微生物，生物量相對(duì)較少，表面均以球菌

7、和桿菌的數(shù)量最多，磚渣表面還有少量絲狀菌。
　　6、沸石中微生物多樣性相當(dāng)豐富，Proteobacteria（變形菌門(mén)）是三級(jí)人工濕地沸石中第一優(yōu)勢(shì)菌，沸石表面微生物主要屬有： Nitrosospira（硝化螺旋菌屬）、Thauera（陶厄氏菌屬），Thauera的存在說(shuō)明沸石層具有一定的反硝化作用。濕地磚渣空間微生物分布不均勻，主要通過(guò) Firmicutes（厚壁菌門(mén)）、 Proteobacteria、Chloroflexi（綠