人工湿地污水处理系统脱氮机理研究进展_赵桂瑜

·综述·收稿日期:2004-12-20基金项目:国家科技攻关计划重大项目(No.2003BA808A17);上海市科委重大科技攻关项目(No.04DZ19302)作者简介:赵桂瑜(1976-),女,山西孝义人,同济大学环境科学与工程学院2004级博士研究生,研究方向:人工湿地污水处理。人工湿地污水处理系统脱氮机理研究进展赵桂瑜,杨永兴,杨长明(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)摘要:本文介绍了近年来人工湿地污水处理系统脱氮机理的研究情况,阐述了人工湿地脱氮的三种途径:植物和其它生物的吸收作用、微生物的生物转化作用及氨气的挥发作用,其中微生物的生物转化作用是人工湿地主要的脱氮方式。同时对影响人工湿地脱氮效率的主要因素:温度、pH值、氧化还原电位、溶解氧、微生物可利用有机碳与硝态氮、停留时间等都作了比较详细的介绍,为进一步开展人工湿地脱氮机理的研究和优化人工湿地污水处理系统设计提供参考。关键词:人工湿地;污水处理;脱氮机理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1001-3644(2005)05-0064-04AdvancesinNitrogenRemovalMechanismStudyonConstructedWetlandWastewaterTreatmentZHAOGui-yu,YANGYong-xing,YANGChang-ming(StateKeyLabofPollutionControl&ResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Thispaperdescribestheadvancesinnitrogenremovalmechanismstudyonconstructedwetlandwastewatertreatment.Nitrogenremovalprocessesinclude(1)uptakebyplantsandotherlivingorganisms,(2)ammonification,nitrificationanddenitrification,and(3)ammoniavolatilization.Amongthem,denitrificationisbelievedtobethedominantmechanismfornitrogen.Theefficiencyofnitrogenremovalcanbeaffectedbywatertemperature,pH,redox,dissolvedoxygen,organiccarbonavailability,nitrateavailability,hydraulicretentiontime,andsoon.Itishopedtoprovideabasisforthefurtherresearchesonnitrogenremovalmechanismandtooptimizetheprocessdesignofconstructedwetland.KeyWords:Constructedwetland;wastewatertreatment;nitrogenremovalmechanism1引言人工湿地污水处理系统是上世纪70年代发展起来的一种污水处理新技术,目前,在欧美等发达国家已经广泛应用于城市生活污水、工业废水、城市暴雨径流、河流、湖泊及地表水等多种污染水体的处理[1～5]。实践证明,人工湿地在去除BOD、COD、SS及N、P营养元素等方面都取得了良好的效果,达到甚至优于传统二级处理厂的出水水平[2,3]。目前,由于N、P污染物的大量排放,水体富营养化现象日益严重,水体中主要污染物已经由以往的有机污染物和悬浮物为主逐步转变为以N、P污染为主,因此,如何提高人工湿地对N、P营养物质的去除效率,已成为目前人工湿地污水处理技术研究的热点。深入开展人工湿地脱氮机理的研究,有利于优化系统的设计,提高其脱氮效率。本文综述了近年来人工湿地脱氮机理的研究进展。2人工湿地脱氮机理2.1人工湿地中氮的存在形态及其转化污水中氮的存在形式有两种:有机氮和无机氮。其中无机氮主要包括NH4-N和NO3-N。在人工湿地植物、微生物和基质的共同作用下,各种形态的氮之间可以互相转化,其转化途径包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氨气的挥发作用、基质的吸附作用以及植物和微生物的吸收作用等,各种转化过程之间的相互关系如图所示[6]。—64—四川环境2005年第24卷第5期DOI:10.14034/j.cnki.schj.2005.05.0201.氨气的挥发;2.硝化作用;3.反硝化作用;4.氮的固定;5.植物和微生物的吸收作用;6.氨化作用;7.硝酸盐的铵化作用;8