间歇曝气潜流人工湿地污水脱氮效果

Posted 2023-01-13 湿地

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摘要：采用间歇曝气运行方式，提升潜流人工湿地生活污水处理系统中的溶解氧浓度，强化脱氮效果。结果表明，间歇曝气运行方式有效提高了湿地内部溶解氧水平，曝气时溶解氧浓度可达6～9 mg/L，停止曝气后，溶解氧浓度迅速下降至0.5 mg/L以下，在湿地内部营造了一种交替的好氧和缺氧环境，分别促进好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留时间为3 d的情况下，间歇曝气潜流人工湿地系统对氨氮、总氮和COD的去除率分别可达到98.0%、87.6%和96.3%，较常规潜流人工湿地系统分别提高了74.1%、56.4%和18.1%，实现了氨氮、总氮和COD的同步高效去除。

流人工湿地对有机物去除率通常可达到80%以上，但对于氨氮和总氮的去除率均仅有20%～50%。微生物硝化和反硝化作用是潜流人工湿地主要脱氮机制，其中，好氧硝化作用通常是湿地生物脱氮的限速步骤。因此，充足的溶解氧（DO）供给是保证氨氮硝化过程顺利进行的关键。

传统潜流人工湿地主要通过湿地植物根系泌氧获得可利用的溶解氧，但由于根系泌氧量有限，很难满足有机物降解、硝化作用等好氧生化过程对氧的需求。连续曝气运行方式可有效提高潜流人工湿地有机物和氨氮（(NH4+-N）的去除率，但是湿地内高溶解氧环境导致反硝化过程受到抑制，总氮（TN）去除率较低。

本研究提出了间歇曝气的潜流人工湿地运行方式，在提高湿地内溶氧水平的同时可以营造一种交替的好氧和缺氧环境，分别促进硝化和反硝化作用，实现(NH4+-N）和TN的同步高效去除。。

1实验部分

1.1实验装置

实验采用潜流人工湿地小试装置，如图1所示。尺寸为60cm*20cm（高*直径），湿地内基质分为2层，表层为10cm厚的砂子（粒径<2mm），底层为50cm厚的砾石，砾石粒径从下到上逐渐减小，以提高曝气时氧气的利用率。选用的湿地植物芦苇为多年生草本挺水植物，是北方较为常见的湿地植物，种植密度约为每个装置8株。进水为人工配水，用蔗糖、硫酸铵和磷酸二氢钾模拟配制生活污水，水质特征如表1所示。系统运行采用人工批次进水，每个系统每周期初始同时迅速注入6l污水，污水在系统内停留3d后排出。

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