生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)酸強(qiáng)化潛流濕地反硝化研究.pdf

1、針對串聯(lián)于垂直流濕地系統(tǒng)或城市污水生物處理之后的水平潛流人工濕地在工程實(shí)踐中暴露出的反硝化碳源不足問題，本研究選用水生植物香蒲枯葉生物質(zhì)作為外加碳源，構(gòu)建栽種植物—無香蒲枯葉系統(tǒng)(W1)、無植物—投加香蒲枯葉系統(tǒng)(W2)、栽種植物—投加香蒲枯葉系統(tǒng)(W3)和栽種植物—投加堿預(yù)處理香蒲枯葉系統(tǒng)(W4)4套反應(yīng)裝置，采用人工配水、序批式運(yùn)行方式，主要研究栽種植物、投加生物質(zhì)及生物質(zhì)預(yù)處理對潛流濕地系統(tǒng)反硝化效能的強(qiáng)化程度以及生物質(zhì)(香蒲枯葉

2、)水解發(fā)酵產(chǎn)酸規(guī)律。主要研究結(jié)論如下： (1)在試驗(yàn)期內(nèi)，W1～W4系統(tǒng)的反硝化過程均符合Monod模型，但在不同時期，由于主導(dǎo)受限因素不同，其表觀特征不盡相同。其中在反應(yīng)初期、末期以及反應(yīng)中期的前段時間，W1～W4系統(tǒng)的反硝化過程表觀上呈零級反應(yīng)；(2)栽種植物、投加生物質(zhì)均可強(qiáng)化系統(tǒng)的反硝化效能，且投加生物質(zhì)對系統(tǒng)反硝化作用的強(qiáng)化效果十分顯著。栽種植物可將系統(tǒng)中NO3-N的去除速率和反硝化速率常數(shù)k值分別提高11％～41％

3、和8％～17％，香蒲枯葉的投加可將NO3-N的去除速率和反硝化速率常數(shù)k值分別提高1.4～2.9倍和1.6～3.9倍；(3)在反應(yīng)初期，W4系統(tǒng)的反硝化效能優(yōu)于W3系統(tǒng)，其NO3-N去除速率和反硝化動力學(xué)常數(shù)k值比W3系統(tǒng)的高86％和66％，在反應(yīng)中期和末期，W4系統(tǒng)的反硝化效能不及W3系統(tǒng)，W3系統(tǒng)中NO3-N的去除速率和反硝化速率常數(shù)k值比W4系統(tǒng)的高10％～55％和9％～15％；(4)在試驗(yàn)期內(nèi)，生物質(zhì)水解產(chǎn)生的溶解性還原糖總量較

4、低，其濃度為0.04～0.06mg/L，且隨著時間的推移，溶解性還原糖量逐漸減少。在同一反應(yīng)時期，系統(tǒng)中溶解性還原糖量基本維持在某一濃度值附近上下波動，且系統(tǒng)構(gòu)成不同，溶解性還原糖濃度存在一定的差異；(5)在試驗(yàn)期內(nèi)，系統(tǒng)中溶解性蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物氨氮的濃度隨反應(yīng)時間均呈下降趨勢。在反應(yīng)初期，系統(tǒng)中溶解性蛋白質(zhì)及氨氮的濃度總體上呈升高趨勢，最高分別可達(dá)37.2mg/L和11.6mg/L，在反應(yīng)末期，溶解性蛋白質(zhì)及氨氮濃度均在0.4mg/

5、L以下。系統(tǒng)TN濃度的變化規(guī)律與NO3-N的去除規(guī)律基本一致。各系統(tǒng)反應(yīng)中期時TN的去除效果優(yōu)于反應(yīng)初期和末期。在反應(yīng)初期和末期，系統(tǒng)出水的TN。濃度均較高，在8.0～13.8mg/L范圍，TN去除率為73％～80％；而在反應(yīng)中期，系統(tǒng)出水TN濃度基本維持在5mg、L以下，TN去除率均大于90％；(6)在反應(yīng)初期，生物質(zhì)水解發(fā)酵產(chǎn)物VFAs(以乙酸為代表)的釋放量隨時間呈升高趨勢，其中乙酸的累積濃度最高可達(dá)49.30mg/L，而在反應(yīng)中