潮汐流人工濕地處理污染河水研究.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化以及經濟的迅猛發(fā)展,水環(huán)境不斷惡化,水資源供需矛盾日益突出,嚴重制約了我國經濟社會的全面可持續(xù)發(fā)展。利用新型的污水處理技術,加強污水治理和回用,是改善水環(huán)境,緩解水資源短缺的一種有效途徑。人工濕地是利用土壤-植物-微生物的作用實現(xiàn)污染物去除的一種污水生態(tài)處理方式。相對于其他污水處理工藝而言,人工濕地具有建設和運行費用低,對氮磷等污染物質去除能力強、維護管理簡便、耐沖擊負荷等優(yōu)點,廣泛應用于農村地區(qū)生活污水、受污染地

2、表水等的處理。
　　 目前多數(shù)采用的水平潛流人工濕地,待處理污水從濕地底部流過,基質長期處于淹沒狀態(tài),在冬季低溫條件下液面擴散復氧和植物根系泌氧能力有限,床體表現(xiàn)為缺氧環(huán)境,不利于大量有機物的分解和氨氮的氧化去除。而垂直流人工濕地中水流以重力作用在基質中非飽和流動時可以加強濕地床體的氧擴散能力,但其復氧量仍不能滿足大量有機物氧化分解和硝化細菌對氨氧化去除的需求,大量未分解的有機物質聚集于基質表面導致床體堵塞,從而改變水力停留時間

3、,進而改變其水力負荷,影響處理效果。因此提高濕地床體的氧環(huán)境對提高濕地處理效果和維持濕地長期穩(wěn)定運行至關重要。
　　 潮汐流人工濕地是一種新型人工濕地,它是通過將濕地按時間序列周期性地充水和排干,使得濕地內部不斷形成好氧一厭氧過程,這種交替的進水和空氣運動,使得氧的傳輸速率和消耗量大大提高,強化濕地的處理效果。
　　 本文探索了潮汐流人工濕地在冬季低溫條件下與連續(xù)流人工濕地處理效能差異,分析運行工況對其處理效能的影響,同

4、時對人工濕地反應器中微生物活性進行研究,為人工濕地污染物的凈化提供理論基礎。實驗結果表明:在水力負荷為0.2 m3·m-2·d-1條件下,采用3周期·d-1的潮汐流人工濕地,出水DO值為0.61 mg·L-1,高于連續(xù)流人工濕地的0.22 mg·L-1;NH4+-N、COD及PO43--P的去除率分別達到48.57％、68.96％及29.02％,分別比連續(xù)流人工濕地提高了約30％、20％和20％。同時,通過對各反應器內微生物的呼吸作用和

5、脫氫酶活性等的對比研究發(fā)現(xiàn),3周期·d-1的潮汐流人工濕地中微生物具有更高的活性。
　　 為進一步研究3周期·d-1的潮汐流人工濕地中NH4+-N的去除行為,分析并確定影響NH4+-N去除的關鍵因素,從而進一步優(yōu)化反應器內NH4+-N去除過程,本研究以3周期·d-1的潮汐流人工濕地中NH4+-N的去除為研究對象,分別采用表觀動力學、多元參數(shù)回歸以及Monod機制模型對反應器內NH4+-N的去除過程進行動力學分析,并建立數(shù)學模型,

6、確定NH4+-N去除的主要影響因素,模擬和預測潮汐流人工濕地對NH4+-N的去除效果。結果顯示Monod機制模型對NH4+-N的去除具有最優(yōu)的擬合結果,擬合度R2=0.9031。在此基礎上,利用修正的摩爾斯分類篩選法對Monod機制模型參數(shù)進行局部靈敏度分析,結果證明在Monod機制模型中,進水NH4+-N濃度(NH4+-N)in為高靈敏參數(shù),其對反應器內NH4+-N的去除影響最大,平均水溫(T)為靈敏參數(shù),DO為中等靈敏參數(shù)。

7、　　 本文還考察潮汐流人工濕地中污染物的遷移轉化規(guī)律,初步揭示溫度、植物、填料對污染物去除效果的影響。結果顯示COD及NH4+-N的去除對溫度有很強的相關性(ANOVA,p＜0.05),夏季COD的平均去除率為19.64 g·m-2·d-1,比冬季提高了30.9％,而夏季NH4+-N的平均去除率為2.92 g·m-2·d-1,比冬季提高了74.85％。相比之下,PO43--P的去除與溫度的相關性不強;同時還發(fā)現(xiàn)潮汐流人工濕地中N、P的