曝气增强垂直潜流型人工湿地脱氮效果研究_李想

第27卷第1期62009年l月北京工商大学学报《自然科学版)JounralofeBijingTcehnol卿andBusinesUnivesrity(NaturalcSiecneEdition)Vol.27No.lJan.2009文章幼号:1671一1513(2009)01一0006一05曝气增强垂直潜流型人工湿地脱氮效果研究李想,崔莉凤(北京工商大学化学与环境工程学院,北京10048)摘要:构建了一种增强型垂直潜流人工湿地模型,使用人工曝气手段增强人工湿地脱氮效果.增强型人工湿地曝气优选的曝气位兰在基质顶面以下约30Cm处,优选的气水比为6:1.使用以上条件运行人工湿地的结果表明,曝气点附近峭化反应明显增强.实验数据表明,相同条件下曝气运行时,总氮去除率达到68%,昨曝气运行则为5%,但这种方式对COD的去除没有明显的增强作用.关橄词:人工湿地;曝气;溶解氧;脱氮中圈分类号:X505文献标识码:A人工湿地是一种新兴的污水处理手段,它的应用始于20世纪70年代.垂直潜流型人工湿地具有独特的结构和水力条件,且其具有占地面积少,对氮、磷的处理效果好,受温度等环境因素影响小等优点.垂直潜流型人工湿地已经逐渐应用于城市小区和乡镇的生活污水处理及水源保护工作中〔’一2〕.研究表明,潜流型人工湿地脱氮过程主要是通过生长在植物根系表面和基质内部的微生物的硝化/反硝化作用完成的,但基质内部溶解氧含量较低,抑制了微生物活性和各种生化反应的进行,严重制约了人工湿地的脱氮效率〔”一5〕.改善湿地基质内部的溶解氧环境,提高其硝化反应能力,已成为增强型人工湿地研究的热点.目前的人工湿地增氧方式主要是通过间歇进水或利用机械方式对进水水体进行增氧,实际效果并不明显.东南大学王世和等〔“〕在人工湿地溶解氧方面做了大量工作,研究了强化供氧条件下水平潜流人工湿地的运行情况.结果表明,强化供氧能明显提高人工湿地污水处理效率,但是对于大面积的人工湿地来说,增设曝气会极大地增加其建设和运行成本,而垂直潜流人工湿地由于占地面积较小,在这方面有其独特的优势.本研究从曝气运行条件入手,描述了垂直潜流人工湿地内部溶解氧变化规律及其与污水处理效果的关系.1实验装置与方法1.1实验装里垂直潜流型人工湿地模型主体为0.6x0.4x0.9m3玻璃缸,填料为粒径4一8目斜发沸石,密度为1.57kg/m,,孔隙率为32.45%,填料层高度为0.6m.湿地从顶部中心进水,垂直流过填料层,由底部潜水泵泵出.填料层顶部留有5一10。m厚水层,由于进出水流量较小,湿地内部垂直截面上可视为均一水质.湿地植物芦苇(phragmitescommunis)为多年生草本挺水植物,是北方较为常见的湿地植物,种植密度为巧株/m“.在距填料层顶端5,30,60Cm的平面中心分别布置3个取样口.取样口为直径1。m、高1.5。m的石英砂滤头,连接在细塑料管上引出缸体.取样采用虹吸法,可有效避免取样过程中溶解氧数值的干扰.同时缸体相应位置设曝气点以小型变频气泵和气体流量计控制,实验装置见图1.1·2实验方法以图1中实验装置构建两组人工湿地模型,采用同样的水力条件和污染物负荷.进水流量ZL/h,收稿日期:2008一11一10作者简介:李想(1983一).男,新疆乌鲁木齐人,硕士研究生,研究方向为水污染控制理论与应用;崔莉凤(1956一),女,河北唐山人.教授,主要从事环境系统分析方面的研究.通讯作者.第27卷第1期62009年l月北京工商大学学报《自然科学版)JounralofeBijingTcehnol卿andBusinseUnivesrity(NaturalcSiecneEdition)Vol.27No.lJan.2009文章幼号:1671一1513(2009)01一0006一05曝气增强垂直潜流型人工湿地脱氮效果研究李想,崔莉凤(北京工商大学化学与环境工程学院,北京10048)摘要:构建了一种增强型垂直潜流人工湿地模型,使用人工曝气手段增强人工湿地脱氮效果.增强型人工湿地曝气优选的曝气位兰在基质顶面以下约30Cm处,优选的气水比为6:1.使用以上条件运行人工湿地的结果表明,曝气点附近峭化反应明显增强.实验数据表明,相同条件下曝气运行时,总氮去除率达到68%,昨曝气运行则为5%,但这种方式对COD的去除没有明显的增强作用.关橄词:人工湿地;曝气;溶解氧;脱氮中圈分类号:X505文献标识码:A人工湿地是一种新兴的污水处理手段,它的应用始于20世纪70年代.垂直潜流型人工湿地具有独特的结构和水力条件,且其具有占地面积少,对氮、磷的处理效果好,受温度等环境因素影响小等优点.垂直潜流型人工湿地已经逐渐应用于城市小区和乡镇的生活污水处理及水源保护工作中〔’一2〕.研究表明,潜流型人工湿地脱氮过程主要是通过生长在植物根系表面和