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

1、二級(jí)污水處理廠尾水(二級(jí)出水)是水體富營(yíng)養(yǎng)化主要污染源之一，而氮磷是造成水體富營(yíng)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(jí)出水中氮磷經(jīng)濟(jì)的工藝，但是在低溫度下，人工濕地對(duì)二級(jí)出水中氮磷的去除率較低，尤其是對(duì)氨氮的去除。此外，人工濕地水力停留時(shí)間較長(zhǎng)(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(guò)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(duì)二級(jí)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(duì)人工濕地和植物塘在低溫度下對(duì)二級(jí)出水的氮磷去除效率低，占地面積大的局限，依據(jù)二級(jí)出水水質(zhì)特性以及填料、微生物、植物對(duì)氮磷去除特點(diǎn)，對(duì)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(duì)溶液中可溶性磷的去除率隨溫度的升高而減少，而鋼渣對(duì)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(shí)，三種填料對(duì)水中可溶性磷的去除率最大。通過(guò)實(shí)際的二級(jí)出水(二級(jí)污水處理廠尾水)的柱試驗(yàn)證明：泥炭對(duì)二級(jí)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(duì)二級(jí)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(duì)二級(jí)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(duì)二級(jí)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(duì)溶液里的氨氮的去除中，以沸石對(duì)氨氮的吸附能力最強(qiáng)，沸石、泥炭和鋼渣對(duì)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(duì)二級(jí)出水氨氮去除效果依次為沸石>泥炭>鋼渣。泥炭和鋼渣對(duì)氨氮的吸附，溶液中氨氮

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

6、天在低溫條件下對(duì)二級(jí)出水中重金屬和氮磷均有較好的積累和去除能力。 4．在魚(yú)塘、華家池和污水處理廠二級(jí)出水三種不同類(lèi)型的富營(yíng)養(yǎng)化水體中，紅葉甜菜(Beta Vykgarus var cucka)對(duì)這三種污水中不同形式的氮磷都有較好的去除效果。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，對(duì)魚(yú)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(duì)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(duì)二級(jí)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(duì)各供試富營(yíng)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(duì)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(yàn)結(jié)

8、束的時(shí)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(zhǎng)量均有增加。滿江紅的生長(zhǎng)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(duì)污水中氮磷去除研究的基礎(chǔ)上，并針對(duì)填料、微生物、植物及二級(jí)出水特性特點(diǎn)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(shí)間對(duì)二級(jí)出水的COD<,Cr>、NH<,4>