污水人工土快滤处理脱氮机制初探_段永蕙

第16卷1994年第1期2月重庆环境科学CHONGQINGENIVRONMENTASCLIENC它Vol。16No。lFeburary,199`污水人工土快滤处理脱氮机制初探段永葱《山西经济管理学院环境管理系太原》张祖锡(北京农业大学农业生态与环境科学系北京》摘要研究了人工土模拟柱对污水中氮去除的主要机制。试验结果表明,在脱氮的各种机制中,生物硝化—反硝化起着较重要的作用,对全N的相对去除率为50%,对NH屯一N的相对转化去除率为69%,对55的物理截留也起了一定的作用。关锐词人工土快滤脱撼机制硝化反硝化前言由氮污染所引起的地表水的富营养化,地下水的硝酸盐含量超标等水环境问题已日益成为我国城乡生态环境的突出问题。常规的脱氮技术需用三级处理,投资高、能耗大,一般难以承受。从我国的国情出发,充分利用和发展自然生态系统对污水的净化能力,研究开发低投资、低成本的污水脱氮技术具有重要的意义。土地作为废水的排放和处理场地日益受到广泛重视。其中快速渗滤(Rl)中的人工土快滤处理系统处理污水具有处理效果好、节资省能、灵活方便等优点。出水水质达二级生化处理水平,主要综合指标BODS<30mg/L,55<30mg/L,CODc,<60mg/L。但对全N的去除率相对较低(40%左右)。为此,对污水人工土快滤处理脱氮的主要机制进行研究,找出在脱氮过程中起主要作用的因素,从而为进一步提高人工土的脱氮效果提供理论依据具有较重要的意义。本试验以人工土模拟柱为对象,通过对污水及土壤的不同灭菌处理,分析人工土柱脱氮作用的主要机制。1材料和方法1。1人工土柱的设置试验所用的人工土是由粗砂、草炭和耕层土壤按一定的体积比充分混匀配制而成,其特性见表1。将人工土装入内径为scm,长为1200m的硬质塑料管中(图1),制成人工土柱。舀`m水层准,场护`止爪右洲从姚灿伽么推考掩水沉图1试验装置收稿日期:1993一10一20.2污水的水质状况试验以居民区的生活污水作为对象,其32重庆环境科学16卷表1供试人工土的理化性状物理状性化学性状总孔隙(%)峨3。05有机质(%)2一56((0。3mm)容重(g/em3)1.41全丫(%)0.096毛管孔(%)31.92比次面`”(m空/g)51.90通气孔(%)11。23阳离子交换量(me/1009士)8。29(非毛管孔)pH7。30表2供试污水水质状况水质项目含量范国平J”’…{水:。目含童范围平均值几UJ心自任On…O二组J任一勺n口:户们一ónù万产CODer(mg/L)BOD、(。g/L)55(mg/L)DO(:n兰/L)BOD。/CODe,146。5~403。5105。6~233。8101。0~304。80。30e0。68330。l175。8237。500.49全P(mg/L)全N(mg/L)NH`’一N(mg/L》NO女一N签tmg/L)EI(inv)PH2。5~5。242。6wt97。231。5e77。70一00~0。25一140e一5006。8~7。8注:NO又一N为NO石N与NO石一N之和主要水质状况见表2(供试污水水温为20℃)。1。3试验设计试验设置了人工土和污水分别灭菌与不灭菌的四种不同处理,即:I—污水和人工土都不灭菌,I—人工土灭菌,污水不灭菌,l—污水和人工土都灭菌;vI—污水灭菌,人工土不灭菌。每个处理装有3个平行土柱,4次重复。根据4种不同处理的脱氮效果比较,分析不同作用(生物与非生物作用)在污水处理脱氮过程中的贡献。1.4试验方法1.4.1灭菌方法土壤用氯仿熏蒸法;污水用压力锅以100℃~120℃煮沸3omin;装土柱所用的硬质塑料管用酒精消毒。1.4.2分析方法全N:凯氏法,NH玄一N:蒸馏滴定法,NO百一N:酚二磺酸比色法,NO万一N,a一蔡胺比色法,55:减压抽滤法。2结果与讨论试验中,土壤和污水经灭菌处理后,土柱连续灌水sh,分别测定进、出水的各形态的N,其所得结果见表3。由表3,可计算出对全N、NH士一N去除各种作用所占的比例见表4。表4中,“非生物作用”的“55截留”计算见后述部分。“生物作用”的计算以污水微生物对全N的去除效果为例:绝对去除率={〔(43.4一13·47)一(30.]4一7。35)」+[(35。33一13。47)一(15.37一7.35)〕}/2=10.51%其中13。47、7.35为55的截留对全N的去除率见表5。相对去除率为:10.51%+43.44%=24.19%(以土、污水均不灭菌柱为基准)根据表4,即可以对人工土除N的各种机制进行初步分析与讨论。2。1生物作用生物作用在氮的去除中占有较大的比1期段永慈等:污水人工土快滤处理脱氮机制初探33裹3不同灭菌处理的除氮效果处理原污水项目全NNH屯一NNO奋一N灭菌原污水全NNH奋一NNO又一N(土全N处理I滤出水、污