低溫條件下組合式人工生態(tài)系統(tǒng)對二級出水氮磷的去除研究.pdf

1、二級污水處理廠尾水(二級出水)是水體富營養(yǎng)化主要污染源之一，而氮磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要的限制性元素。人工濕地和植物塘是去除二級出水中氮磷經(jīng)濟的工藝，但是在低溫度下，人工濕地對二級出水中氮磷的去除率較低，尤其是對氨氮的去除。此外，人工濕地水力停留時間較長(4-7天)，占地面積較大。人工濕地中填料已被證明是去除氨氮和磷的主要途徑。此外，氨氮也可以通過微生物硝化反硝化的途徑得以最終去除。植物塘在低溫條件下對二級出水氮磷去除率也較低，占地面

2、積較大。本組合式人工生態(tài)系統(tǒng)是針對人工濕地和植物塘在低溫度下對二級出水的氮磷去除效率低，占地面積大的局限，依據(jù)二級出水水質(zhì)特性以及填料、微生物、植物對氮磷去除特點，對人工濕地和植物塘加以改進(jìn)并優(yōu)化組合而構(gòu)建的。研究取得的主要結(jié)果如下： 1．泥炭、沸石和鋼渣的最大吸附容量分別為8914mg/kg、2456mg/kg和5302mg/kg(由Langmuir公式算出)。泥炭和沸石對溶液中可溶性磷的去除率隨溫度的升高而減少，而鋼渣對溶

3、液磷的去除率卻隨溫度的升高而增加。在pH為3.5-10.5的范圍內(nèi)，當(dāng)pH為6.5時，三種填料對水中可溶性磷的去除率最大。通過實際的二級出水(二級污水處理廠尾水)的柱試驗證明：泥炭對二級出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為95-98％和97-99％；鋼渣對二級出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為62-79％和71-82％；沸石+泥炭(3:1，v/v)柱對二級出水的總磷和可溶性磷的去除率分別為97-99％和95-98％。在泥炭、鋼渣和泥炭+沸

4、石這三種填料柱中，泥炭+沸石不僅對二級出水中的磷的去除率最高。此外，還可以有效去除氨氮。 2．在沸石、泥炭和鋼渣三種填料對溶液里的氨氮的去除中，以沸石對氨氮的吸附能力最強，沸石、泥炭和鋼渣對氨氮的最大吸附容量分別為13180mg/kg、1020mg/kg和770mg/kg。三種填料的最大吸附容量大小依次為沸石>泥炭>鋼渣。在不同水力條件下三種填料中對二級出水氨氮去除效果依次為沸石>泥炭>鋼渣。泥炭和鋼渣對氨氮的吸附，溶液中氨氮

5、濃度幾乎從開始就超過了穿透點，沸石對氨氮的吸附則可以持續(xù)較長的時間，沸石對氨氮的吸附在水力停留時間為20min和40min時，穿透時間分別為13h和30h。 3．在本模擬試驗中，超積累植物東南景天(Sedum alfredil Hance)對zn、Cd、Cu和Pb具有良好的去除能力，其對重金屬積累的能力與植物根際的微生物緊密相關(guān)。在無重金屬污染時，對二級出水中的氮磷都也表現(xiàn)出了較好的去除率效果。本試驗證明重金屬超積累植物東南景

6、天在低溫條件下對二級出水中重金屬和氮磷均有較好的積累和去除能力。 4．在魚塘、華家池和污水處理廠二級出水三種不同類型的富營養(yǎng)化水體中，紅葉甜菜(Beta Vykgarus var cucka)對這三種污水中不同形式的氮磷都有較好的去除效果。試驗結(jié)束時，對魚塘水體TN、NH<,4><'+>-N、NO<,3><'->--N、PO<,4><'3->-P和TP去除率分別達(dá)到85.72％、85.41％、93.70％、92.64％和84.

7、24％；對華家池水體相應(yīng)氮磷化合物的去除率達(dá)到了87.42％、80.62％、87.73％、80.42％和81.74％；對二級出水相應(yīng)的氮磷去除率分別也達(dá)到了49.93％、60.54％、48.45％、59.54％和58.44％。紅葉甜菜對各供試富營養(yǎng)化水體表現(xiàn)了良好的適應(yīng)性。 5．在模擬的不同磷濃度的地表水中滿江紅(Azolla filiculoides lanm．)對溶液里的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和可溶性磷均有較好的去除效果。在試驗結(jié)

8、束的時候，溶液銨態(tài)氮、硝態(tài)氮去除分別達(dá)94.04％和95.46％，各種磷的去除率分別達(dá)87.00％，96.75％和99.00％。在各種磷濃度下，滿江紅的生長量均有增加。滿江紅的生長量、植物體氮和磷濃度均隨溶液里磷的濃度增加而增加。 6．基于不同填料和植物對污水中氮磷去除研究的基礎(chǔ)上，并針對填料、微生物、植物及二級出水特性特點構(gòu)建的人工組合生態(tài)系統(tǒng)在本地較低溫度條件下、較短的水力停留時間對二級出水的COD<,Cr>、NH<,4>