三級生物沸石強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物和氮磷，簡單的沼氣池厭氧處理對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濟可行的路線。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。生物沸石可實現氨氮吸附和原位再生，可持續(xù)性去除氨氮。在前期研究的基礎上，基于生物沸石快速吸附-再生動態(tài)平衡技術，構建了三級強化硝化人工濕地，考察其啟動前后濕地運行性能、出水時污染物隨時間變化、磚渣層污染物沿程變化、提升負荷

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、磷的遷移轉化特性，并采用16S rRNA對微生物群落結構進行解析。主要研究結論如下：
　　1、以源分離后分散養(yǎng)豬沖洗水經 ABR處理后進入三級人工濕地系統(tǒng)，進水 COD濃度約在350~780 mg/L之間，NH4+-N為75~370 mg/L，TP為3~48mg/L，三級人工濕地水力負荷為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COD和NH4+-N去除率較低。人工濕地運行期間，進水COD、NH4+-N濃度波動較大，在進水氨氮負荷較高或環(huán)境條件不利等情況下，三級生物沸石人工濕地可先將氨氮吸附，隨后再緩慢再生，釋放對氨氮的吸附位點，保證濕地系統(tǒng)出水穩(wěn)定，表現出很強的抗沖擊負荷能力。
　　2、三級濕地系統(tǒng)通過潮汐流方式運行復氧，濕地一區(qū)增加復氧管強化復氧，復氧效果良好。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的去除主要依賴沸石對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%，磚渣對氨氮的去除作用甚微。
　　3、水力負荷的提升對濕地系統(tǒng)COD、氨氮、總氮及氧化態(tài)氮的影響較大。濕地出水 COD隨進水有機物濃度的急劇增大而增大，氧化態(tài)氮濃度隨負荷提升顯著下降， 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TP的去除影響不大。溫度降低導致濕地系統(tǒng) COD總去除率由87.8%降低至74.8%。由于低溫抑制了硝化細菌的活性，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、三級強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%，其次是基質蓄積，占30.05%，基質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濕地系統(tǒng)脫氮除磷貢獻較小。濕地系統(tǒng)沸石層主要進行硝化作用，同時也存在反硝化作用，其中濕地一區(qū)硝化、反硝化潛力最強，分別約為0.0071 mg/(g?h)和0.0227 mg/(g?h)，二、三區(qū)硝化、反硝化潛力相對較低。
　　5、沸石表面典型的晶狀結構，利于微生物附著生長。三級人工濕地掛膜之后，沸石表面形成致密厚實的生物膜，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，生物量相對較少，表面均以球菌

7、和桿菌的數量最多，磚渣表面還有少量絲狀菌。
　　6、沸石中微生物多樣性相當豐富，Proteobacteria（變形菌門）是三級人工濕地沸石中第一優(yōu)勢菌，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 Firmicutes（厚壁菌門）、 Proteobacteria、Chloroflexi（綠