火山岩滤料  火山岩填料  人工湿地滤料  人工湿地填料

巩义市益达滤材有限公司

网站首页 > 新闻资讯

人工湿地脱氮除磷污水处理技能详细分析

2017-11-27 16:21:27 巩义市益达滤材有限公司 阅读

    人工湿地是20世纪70年代新兴的一种污水处理方法,其运用基质、水生植物和微生物之间的相互效果,经过过滤、吸附、共沉积、离子交换、植物吸收和微生物分化等方法来完成对废水中有害物质的去除,一起经过营养物质和水分的循环,完成对水的净化。近年来,人工湿地以其出资费用低,建造、运转成本低,处理进程能耗低,处理效果安稳,景象效应杰出等长处多被用于改进景象水体水质之中。人工湿地还具有强壮的生态功能,包含生物多样性维护、水源净化及维护与供给、气候调节、野生资源开发以及生态环境科学研究等诸多方面。   

1、人工湿地脱氮的机理及其首要影响要素

1.1脱氮机理

    人工湿地中的氮经过微生物的氨化、硝化与反硝化效果,植物的吸收,基质的吸附、过滤、沉积等途径去除。其间氨化、硝化与反硝化效果是去除氮的首要途径,其基本条件是湿地中存在许多的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和恰当的湿地土壤环境条件。

   氨氮可被植物直接吸取,组成植物蛋白质与有机氮后,再经过植物的收割从湿地体系中除掉。湿地植物根毛的输氧及传递特性,使根系周围接连呈现好氧、缺氧及厌氧状态,相当于许多串联或并联的处理单元,使硝化和反硝化效果能够在湿地体系中一起进行。

   基质是人工湿地不可短少的组成部分,它为人工湿地中微生物的成长供给安稳的依靠外表,为水生植物供给成长载体和营养物质,一起,基质自身对污水净化也有重要的效果。

1.2影响脱氮的首要要素

1.2.1基质

    不同基质类型对脱氮效果的影响不同。WendongTao等研究发现,石灰石基质和铺路石对氨氮和TN的去除效果无太大不同,可是石灰石基质能够增大亚硝酸盐的含量,将其高质量浓度从3.6mg/L添加到4.7mg/L,然后更有利于厌氧氨氧化,进步对氮的去除率。

    有研究标明:在相同进水水质和水力负荷条件下,页岩填料对COD、TN、TP去除效果好,高去除率可别离到达60%、80%、85%,其次为页岩与粗砾石组合填料,麦饭石去除效果较差。

    周炜等的实验结果标明,在8月份,沸石床复合流人工湿地NH4+-N去除率在95%左右,TN去除率挨近80%,硝态氮去除率在96%左右;而炉渣和砾石人工湿地与沸石床比较,除出水硝态氮无太大变化外(约为80%~90%),NH4+-N和TN的去除率较低,约为10%、50%。

    此外,一般来说,分层的基质要比不分层的处理效果好。研究标明,不同粒径分层级配基质对COD的去除率均高于单一粒径基质,其间分层级配生物陶粒对COD的均匀去除率高达72.91%。分层级配沸石对TN的净化才能较单一粒径基质有所进步,均匀去除率高达91.23%。

1.2.2水生植物

    水生植物是人工湿地的重要组成部分,对氮的去除有很大的影响。张荣社等研究标明,无植物床、芦苇床和茭草床TN去除率别离达48.7%、75.6%、63.5%。可见植物对湿地中氮的去除有很大影响。

    Z.Yousefi等经过实验对比了黄花鸢尾碎石床人工湿地与空白床对TN的去除效果,结果标明,黄花鸢尾床对TN的去除效果比空白床好,二者的去除率别离为49.4%、43.4%。

    不同的湿地植物对人工湿地的净化效果的影响不同。SixiZhu等研究发现,豆类植物不影响生物质出产以及基质中硝酸盐和铵盐的截留;C3类植物和C4类植物影响植物水上部分生物质的出产;重要的是,植物的多样性越高越有利于生物质的出产和基质中氮的截留,因而,更有利于人工湿地脱氮。

    韩苏娟等研究结果标明:黄菖蒲、芦苇、水莎草湿地对TN去除率较好,均匀去除率别离为33.29%、30.58%、30.38%;臭蒲和香蒲对TN去除效果次之,别离为25.84%、22.92%;大红草对TN去除效果差,仅为18.09%。

    水生植物不只能够直接吸取污水中的富营养物质,并且其根系的泌氧功能为微生物分化转化有机物供给了适宜的环境条件。植物向湿地中传输的氧气量直接影响其运转机制。水生植物能够传输约90%的氧到根系周围,然后加强微生物的硝化效果,去除水中氮。

1.2.3微生物

    人工湿地中的微生物在有机物的降解转化方面发挥着重要效果。付融冰等研究发现,在距人工湿地进水沿程50cm处氨化细菌和亚硝化细菌个数多,别离为:氨化细菌3.5×106mL-1,亚硝化细菌3.0×103mL-1,且此处TN的去除率也高,为31.6%。跟着以上两种细菌数的削减,TN的去除率也在下降。这说明湿地的氮去除效果与硝化细菌等微生物数量呈正相关。

    张鸿等实验标明,因为水芹湿地和凤眼莲湿地中含有许多的硝化细菌,水芹和凤眼莲湿地对氨氮的净化率比对照组别离高8.7%、11.7%。这说明微生物在湿地对氮的去除中发挥着很重要的效果。

1.2.4进水的影响

    YongjunZhao等研究标明,操控进水m(C)∶m(N)∶m(P)在必定范围内,能使有植物的人工湿地中的微生物发作类似转化,而无植物的人工湿地中的微生物则会呈现脱离湿地的现象,因而,主张在建造人工湿地时应尽量栽培植物,并挑选适宜的m(C)∶m(N)∶m(P),防止微生物异化和脱离湿地。

    研究标明,湿地进水碳氮比变化时,TN的去除率跟着碳氮比的增大而逐渐升高NH4+-N的去除率跟着碳氮比的添加而下降。

2、人工湿地除磷的机理及其首要影响要素

2.1除磷机理

    人工湿地经过水生植物、基质和微生物的一起效果来完成对磷的去除。研究证明,人工湿地中基质对磷的去除是首要途径,包含物理去除和化学沉积去除两大进程。

    无机磷也是植物必需的营养元素,废水中无机磷可被植物吸收运用组成卵磷脂、核酸及ATP等,然后经过植物的收割而移去。

    微生物对磷的去除包含对磷的正常同化和过量堆集。因为人工湿地体系中植物光合效果光反应、暗反应替换进行,根毛输氧也替换呈现,以及体系内部不同区域对氧消耗量存在差异,然后导致体系中好氧和厌氧状况替换呈现,使磷的过量开释和过量堆集得以顺利完成。

2.2影响除磷的首要要素

2.2.1基质

   不同基质对磷的去除存在较大差异,若土壤中含有较多的钙、铁、铝氧化物,则有利于生成溶解度很低的磷酸铁或磷酸铝,增强土壤的去磷才能。

    A.Drizo等研究标明:粉煤灰对磷的吸附量高,其次是页岩、铝矾土、石灰石、陶粒和沸石,其间页岩和铝矾土的累积磷吸附量高,别离为730、355mg/kg,而X射线荧光分析发现,页岩外表有许多的磷沉积,由此能够得出,页岩是这几种人工湿地填猜中除磷效果好的填料。

2.2.2水生植物

    水生植物在人工湿地除磷中有举足轻重的效果,有植物的湿地对磷的去除有很好的效果。研究发现,黄花鸢尾碎石床人工湿地对TP的去除效果显着优于无植物碎石床,其TP去除率别离为67.6%、57.4%,可见黄花鸢尾对TP的去除有很大影响。

    李林锋等研究标明:有湿地植物的湿地TP去除率为56%~65%,远高于没有植物的湿地对TP的去除率(约为45%);其间,植有香蒲、芦苇与茭白的人工湿地TP均匀去除率约为62.6%,植有水葱和千屈菜的人工湿地TP去除率约为57%,植有鸢尾和菖蒲的人工湿地TP去除率约为59%。

2.2.3微生物

    微生物在湿地除磷中有着重要的效果。研究标明,因为水芹湿地和凤眼莲湿地中含有许多的磷细菌,水芹和凤眼莲湿地对磷的净化率比空白床别离高16.0%、8.1%。因为含磷细菌量高于别的两组湿地,水芹湿地在整个进程中对磷的去除率都高于对照组和凤眼莲湿地,均匀高出16.0%、9.7%。

    凌云等研究标明:微生物的添加使TP均匀去除率到达20.9%,高于空白的18.3%。可见微生物对磷的去除有必定影响。

2.2.4进水的影响

    湿地进水可影响湿地微生物及植物的成长,然后影响处理效果。研究标明:跟着碳源的添加,释磷菌能够从进水中取得足够的碳源,然后能够比较充分地释磷,因而,磷的去除率随碳氮比的添加而进步。

    汤显强等研究标明:与无曝气人工湿地体系比较,中部曝气使可溶性活性磷(SRP)和TP月均匀去除率别离进步10.2%、8.8%,底部曝气则为7.7%、7.4%,可见间歇曝气能够有用进步人工潜流湿地磷去除效率。

3、人工湿地脱氮除磷中存在的问题及对策

3.1存在的首要问题 

    尽管人工湿地在脱氮除磷方面有很大优势,但也存在许多问题。如低溶解氧约束对氮、磷的去除;单一、单级基质难到达预期处理效果;填料阻塞问题;植物的合理选取与调配以及植物干枯形成对水体的二次污染等问题。

3.2进步脱氮除磷的办法

    人工湿地对氮磷的去除与基质、微生物、植物品种、污水类型、水力负荷、水文特征、气候特征等要素密切相关,为了进步对氮磷的去除效果,主张考虑选用以下办法:

    (1)在污水进入人工湿地前进行充氧(曝气、跌水等),进步污水的溶解氧浓度,为微生物发明必定的有氧环境,促进亚硝酸菌和硝酸菌的增殖,然后进步人工湿地的硝化才能;也可运用笔直流人工湿地的特点,发挥其溶解氧含量高的长处,强化对氮、磷的去除。

    (2)选用沸石等富含Ca、Fe和Al等的基质,进步对P的吸附去除;研究新式填料,强化对N、P的吸附效果;选用多种填料组合运用,进步填料的分级,选用适宜的粒径级配等办法来强化处理效果。

    (3)改进进水方法,选用间歇进水,防止填料阻塞,进步对N的去除;对湿地进水预处理,选用不同湿地类型穿插联合设置进步处理效果的安稳性。

    (4)选用氮磷吸收才能强、具抗逆性、有必定经济运用价值和景象价值、易管理的湿地植物;考虑选用多栽培物混合栽培,进步去除效果。

    (5)及时收割湿地植物和替换基质,防止因植物干枯和基质吸附饱满开释污染物对水体形成的二次污染。

    近年来水处理专家侧重于人工湿地组成的各个影响要素研究,然后局部上改进了人工湿地脱除氮磷的效能,并实践组合穿插不同类型的湿地,从全体上优化人工湿地的效果。但作为人工建造的生态体系,人工湿地有其不足之处,脱氮除磷技能有待不断完善和开展。在往后的研究中必然要加强脱除氮磷基质研究,依据污水中氮磷污染物的品种、特征采纳几种基质的组合或开发复合基质;加强人工湿地脱除氮磷机理的研究,使人工湿地与城市建造有机结合,解决生活污水高氮磷;经过实验挑选利于氮、磷双方面脱除的微生物,并依据污水氮磷的具体状况合理组合微生物群。


标签:   人工湿地