人工湿地系统对分散式农村生活污水处理效能及影响因素的分析研究

发布时间：2019-07-18 21:42

【摘要】：ABR厌氧折流板反应器+人工湿地用于处理分散农村生活污水的研究对水环境的治理十分必要,尤其是苏州地区在“十三五”期间每年要完成1000个自然村庄的处理,其工艺的选择非常重要。人工湿地具有成本低、处理效果好、操作简便等优点,近些年,国内外对人工湿地的研究方向主要集中在如何避免人工湿地系统堵塞、建造人工湿地复合系统、选择合理运行参数提高人工湿地去除效率等方面。本文通过设置6组ABR反应器+配备不同植物的人工湿地中试系统,考察运行过程中不同植物湿地对污染物的去除效果。分析环境、植物、微生物等影响因素对人工湿地处理效果的影响。主要研究内容及结果如下:(1)系统自2014年4月起连续运行16个月,6组装置对COD都有良好去除效果,稳定期去除率维持在65%以上,2014年旱伞草人工湿地去除效果最佳,稳定期对NH4+-N、TN、TP的去除率分别为62.1%、61.4%、63.7%。2015年黄菖蒲+美人蕉混种湿地去除效果最好,稳定期对TN、TP平均去除率比2014年高2.6%和3.8%。气温、水温、光照强度的变化与COD、TN、TP的去除率显著相关;湿地系统中的溶解氧主要来源于污水自带溶解氧和植物根系分泌,植物根系分泌溶解氧能力有限,溶解氧的变化与各污染物去除率相关性不显著。(2)在湿地连续运行过程中发现,旱伞草、花叶芦竹、黄菖蒲在湿地环境中单独生长状况较差,黄菖蒲+美人蕉混种对环境抵抗力更强,且两种不同生命周期的植物混种有助于延长湿地系统高效处理的时间;湿地系统水力负荷由152L/(m2?d)增加到380L/(m2?d),各植物湿地对污染物的去除率均有不同程度下降,TN比氨氮去除率下降幅度更大。植物根系生长有利于提高湿地系统的抗冲击能力,抗冲击能力表现为长根型中根型短根型。(3)混种植物湿地微生物数量和酶活性明显高出其他植物湿地,说明植物的多样化有利于微生物生长繁殖。氨化细菌在异氧微生物中占主导地位,占细菌总数65%~85%。脲酶活性与湿地系统对含氮污染物的去除密切相关,植物混种使微生物代谢活动更旺盛。(4)蚯蚓的投加可有效改善湿地微生物生态系统,使植物和微生物及土壤中酶活性加强。投加蚯蚓后,人工湿地系统对COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别提高了6.7%、4.1%、3.7%和1.4%。
文内图片：人工湿地污水处理系统中氮的徖移转化

图片说明：酸、醇类、CO2和 H2；其他专性细菌（如硫化细菌和产甲烷菌等 CH4、CO2、H2S 等[27]。湿地植物对有机物的去除贡献较小，但植机污染物的去除有重要作用，根系微生物不但可以分解有机物，应有利于有机污染物的降解[28]。工湿地系统氮去除机理污水处理系统中氮的徖移转化见图 1-1。氮的去除主要通过氮循作用以及植物吸收、填料吸附和离子交换等作用[29]。污水中含氮溶有机氮、NH4+-N 和 NO3--N 等。污水在湿地系统流动过程中，氨化细菌作用转化为 NH4+-N 返回水体中。一部分 NH4+-N 通过 N部分，在好氧条件下通过亚硝化细菌和硝化细菌的硝化/亚硝，也有少量 NH4+-N 被植物吸收利用。NO3--N 可被植物和系统中或者被反硝化细菌通过反硝化作用转化为气态氮（N2、N2O）进亚硝酸根氧化菌可以在无氧条件下直接利用亚硝酸根和碳源进行含氮污染物去除过程比较复杂，，系统中好氧、缺氧和厌氧区域同并联的 A/O 处理单元，有利于硝化/反硝化联合作用[32, 33]。
文内图片：人工湿地污水处理系统中磷的迁移转化

图片说明：硕士论文工湿地系统中磷去除机理地污水处理系统中磷的徖移转化见图 1-2。污水中的磷主要以有机磷可溶的磷等形式存在。污水流经人工湿地系统时，悬浮物上面的不溶浮物一起沉积到湿地底部。无机磷可以与系统中的 Ca2+、Fe3+、A13+等难溶化合物沉淀去除。湿地植物可以将污水中的无机磷当做生长元素成 ATP 和 DNA，然后通过植物收割去除[34]。微生物在生长过程中需要TP、核酸、磷脂生有机成份，对磷的去除也有一定贡献。通常，湿地贡献最高，填料对磷的吸附能力和吸附量取决于填料的理化性质。段经过合理改性后，对磷的吸附能力显著提高。
【学位授予单位】：苏州科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X799.3

【参考文献】