河道水旁路凈化技術(shù)研究.pdf

1、河流污染問題是全球性的環(huán)境問題,河流和濕地生態(tài)系統(tǒng)已成為受威脅程度最大的生態(tài)系統(tǒng)。近年來,針對日益嚴重的河流污染問題,我國相繼開展了一些河流污染治理工程,隨著河流治理思路的不斷完善,正在努力探索修復(fù)受損河流生態(tài)系統(tǒng)的新理論和技術(shù)手段。河流的生態(tài)修復(fù)要將河流流域作為整體來考慮,如恢復(fù)緩沖帶、修建人工濕地、修建淺灘和深潭、破除混凝土襯砌及恢復(fù)彎曲河谷等等措施,力求恢復(fù)河段的自然狀態(tài)。土地處理法作為一種污水生態(tài)處理技術(shù),其諸多優(yōu)點已被廣泛的應(yīng)

2、用。
　　本研究針對河道水低碳氮比和低濃度磷的水質(zhì)特點,探索一種新的土地處理法來凈化河道水。通過篩選高性能的除磷填料,利用改進型人工濕地系統(tǒng)和曝氣滲流系統(tǒng),分別考察了兩套系統(tǒng)對氮、磷及有機物的去除效果,確定了合適的處理河道水的工藝及條件,深入分析和對比對河道水的凈化效果,為處理河道水中試系統(tǒng)的設(shè)計及運行提供了一定的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)碳源不足是河道水處理過程中制約生物脫氮的關(guān)鍵

3、問題。本試驗選擇蘆葦、稻草、棕樹纖維、木屑、玉米芯、樹皮、竹子、腐殖土8種常見天然有機物作為反硝化細菌碳源,研究不同碳源對NO3--N的降解特性。試驗結(jié)果表明,蘆葦和稻草對于NO3--N的吸附能力很強,但同時釋放大量的NH4+-N,影響整體脫氮效率。相比之下,玉米芯和木屑在缺氧狀態(tài)下的脫氮效果最好,脫氮率均在95％以上,且其氮、磷的釋放量很少。因此,綜合各碳源的脫氮能力、氮磷釋放潛能及吸附能力,木屑和玉米芯是河道水反硝化脫氮的最佳補充碳

4、源。
　　(2)以海蠣殼、沸石、紅磚塊、水泥磚塊作為試驗填料,開展系統(tǒng)除磷填料的篩選及其除磷能力的研究。經(jīng)動態(tài)試驗篩選,并對水泥磚塊進行吸附熱力學(xué)試驗、等溫吸附試驗及吸附動力學(xué)試驗,試驗結(jié)果表明,水泥磚塊表面有利于生物膜的生長,而填料的吸附除磷能力主要受填料的化學(xué)成分的影響,水泥磚塊的化學(xué)性質(zhì)也表明水泥磚具有較高的除磷潛能。Langmuir方程和Freundlich方程均能較好地擬合水泥磚塊對低濃度磷的等溫吸附特性。水泥磚塊的La

5、ngmuir最大吸附量為0.644mg/g。在低濃度含磷水體中,一級動力學(xué)方程和雙常數(shù)速率方程均能很好地描述水泥磚塊對磷素的吸附動力學(xué)特征。但從相關(guān)系數(shù)來看,一級動力學(xué)方程擬合的最好。水泥磚塊對磷的吸附作用是一個自發(fā)的過程。升高溫度不利于水泥磚塊的吸附除磷作用的進行。水泥磚塊對對磷的吸附過程是個放熱的過程。綜合水泥磚塊的各項特性,水泥磚塊是系統(tǒng)構(gòu)建過程中較為理想的填料。
　　(3)改進型人工濕地系統(tǒng)對河道水的凈化能力試驗結(jié)果表明,