论文部分内容阅读
针对地下渗滤系统脱氮效果欠佳问题,本文以生物基质为填料,添加于土壤-煤渣分层地下渗滤系统中,构建三套装置。在考察填料理化性质、优化水力工况的基础上,着重开展生物基质强化脱氮效果及机理研究。主要研究成果如下:1)对土壤、煤渣、生物基质的渗透性能、有机质含量、吸附性能等的研究结果表明,三种填料具有适宜的渗透性能,分层装填可在竖直方向综合利用填料,改善系统内部氧化还原环境。土壤和煤渣均有稳定的氨氮（磷）吸附性能,其氨氮最大吸附量分别为0.873、1.014 mg/g,磷最大吸附量分别为0.227、0.232 mg/g;生物基质经浸泡后,会释放氨氮（磷）和其它污染物,持续释放时间为20 d;2)1#、2#、3#装置中生物基质添加量分别为62%、42%和0。各水力负荷下,装置对COD的平均去除率均大于78%,对TP的平均去除率均大于98%,氮的去除效果受水力负荷的影响较大。通过优化水力条件,综合比较,确定装置最佳运行水力负荷为15 cm/d,此时,1#、2#、3#装置的NH4+-N平均去除率分别为27.55%、75.59%和80.00%,TN平均去除率分别为34.35%、60.63%和57.96%。3)添加生物基质可强化SWI脱氮效果,在15 cm/d运行时,以生物基质添加量为42%的2#装置的脱氮效果最佳,与3#装置比较,其平均出水流速从2.68m L/min减小至2.43 m L/min,装置渗透性能降低,且出水中NH4+-N、NO3--N分别占TN的45.9%、46.8%,生物基质的强化脱氮效果主要是降低装置渗透性能,改善装置内局部氧化还原环境;4)在2#装置6080 cm层高处主要完成对TN的去除,80 cm层高出水C/N为6.78,生物基质可释放有机物,并能补充反硝化过程所需的碳源;添加生物基质可增强SWI内氮还原酶的活性,与TN去除率相关性显著的氮还原酶为Ure和NIR,装置Ure、NIR大小依次均为2#装置>3#装置;SWI各层高填料上优势类群均为变形菌门和酸杆菌门,添加生物基质后,2#装置内60 cm处α-变形菌丰度提高了6.58%,80 cm处β-变形菌和γ-变形菌丰度分别提高了1.19%和10.35%,其中,具有脱氮功能的细菌,如生根瘤菌（Bradyrhizobium）、黄色杆菌（Pseudolabrys）、黄色单胞菌（Rhodanobacter）、Dongia、Rudaea等的丰度分别提高了1.12%、1.90%、6.57%、2.55%和3.42%。