硫自养反硝化强化垂直流人工湿地脱氮性能研究_刘佃娜_何圣兵_周伟丽_陈雪初

硫自养反硝化强化垂直流人工湿地脱氮性能研究刘佃娜，何圣兵，周伟丽，陈雪初(上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240)摘要:复合垂直流人工湿地在处理低碳氮比值污水时需外加有机碳源，增加了处理成本，且存在二次污染的可能。将单质硫与CaCO3以体积比为1∶1均匀混合后作为基质填充到复合垂直流人工湿地中以强化其脱氮效果，研究了HＲT、NO－3－N浓度对系统脱氮效果的影响。结果表明，进水NO－3－N为3、10、15、20mg/L，HＲT=12h时，系统对NO－3－N的去除速率分别为0．22、0．78、1．16、1．53mg/(L·h)，出水水质可达到我国地表水环境质量标准中的Ⅱ类标准。在HＲT=12h的条件下，分析了系统沿程氮形态的变化，探索了氮的去除途径。关键词:硫自养反硝化;复合垂直流人工湿地;HＲT;脱氮中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1000－4602(2014)03－0014－05NitrogenＲemovalPerformanceofVerticalFlowConstructedWetlandEnhancedwithSulfurAutotrophicDenitrificationLIUDian-na，HESheng-bing，ZHOUWei-li，CHENXue-chu(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract:TheneedtoaddorganiccarbontothelowC/Ninfluenttreatedbyverticalflowcon-structedwetlandleadstoincreasedoperationcostandsecondarypollution．Assubstrate，SandCaCO3with1∶1volumetricratioweremixedevenlyanddosedintotheverticalflowconstructedwetlandtoen-hancethenitrogenremoval．TheinfluencesofHＲTandNO－3－Nonthedenitrificationwereinvestigated．TheresultsindicatedthattheremovalratesofNO－3－Nwere0．22mg/(L·h)，0．78mg/(L·h)，1．16mg/(L·h)and1．53mg/(L·h)forrespectiveinfluentNO－3－Nconcentrationsof3mg/L，10mg/L，15mg/Land20mg/LandHＲT=12h．TheeffluentqualitymettheclassⅡcriteriaspecifiedintheEnvironmentalQualityStandardsforSurfaceWater(GB3838－2002)．Inaddition，variationofthenitrogenformwasanalyzedatHＲT=12h，andtheremovalpathwayofnitrogenwasresearched．Keywords:sulfurautotrophicdenitrification;verticalflowconstructedwetland;HＲT;ni-trogenremoval基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101－007);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET－11－0320);上海交通大学SMC晨星优秀青年教师B类计划项目城市污水经过二级处理后氮含量依旧很高，其存在形式主要为NO－3－N、NO－2－N，若直接排放到环境中，会引起地表水中氮、磷浓度超标，导致水体出现富营养化状态。此外，硝酸盐与人类健康和水生态系统安全密切相关，正日益受到人们广泛的关注。相对于异养反硝化，硫自养反硝化具有成本低、污泥产生量少等优点［1，2］，同时硫磺颗粒还可作为·41·第30卷第3期2014年2月中国给水排水CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲVol．30No．3Feb．2014微生物生长的载体，并起到过滤基质的作用。随着研究的深入，硫自养反硝化已逐渐被用于处理含氮浓度较低的水体，例如被污染的地下水、地表水等［3］。在诸多水处理技术中，复合垂直流人工湿地以其占地面积小、耐冲击负荷、处理效果好、成本较低等优点，在污水深度处理中受到国内外的青睐［4～6］，但用于处理低C/N值水体时，脱氮效率较低。笔者利用固态硫作为人工湿地基质，研究硫自养反硝化强化垂直流人工湿地的脱氮效果。1试验装置与