论文部分内容阅读
目前,随着我国污染治理工作的推进,农业面源污染在我国环境污染中的比重越来越大。本论文针对农业面源产生的径流污染,构建了 4种垂直潜流人工湿地(VFW)室外模拟装置:土壤基质垂直潜流人工湿地(CW1),秸秆-土壤基质垂直潜流人工湿地(CW2),给水污泥-活性污泥-秸秆-土壤基质垂直潜流人工湿地(CW3),给水污泥-消化污泥-秸秆-土壤基质垂直潜流人工湿地(CW4)。研究了其处理模拟废水的运行特征,对VFW中污泥与土壤样品进行了元素组成分析与微生物群落结构的鉴定,以及给水污泥的晶相分析与磷吸附性能评价。取得研究结果如下:采用固定水力停留时间的方式启动4个垂直潜流人工湿地,COD去除率为49.12%～61.12%,TN去除率为45.31%～72.5%,TP去除率为 47.67%～80.33%。VFW在处理模拟废水的过程中,温度和HRT是关键影响因素。其中,温度为20—左右、HRT=48 h的处理效果最佳,出水水质均能达到GB8978-2002污水综合排放标准中规定的一级排放标准。其中,CW3、CW4的运行效果均优于CWi、CW2,说明添加污泥与构建根孔对人工湿地系统的去除效果有明显的加强。在0—左右时,4个垂直潜流人工湿地也有一定的处理效果,可以达到GB8978-2002中规定的一级与二级排放标准,说明垂直潜流人工湿地具有一定的抗低温能力。给水污泥中含有一定量的铝和铁氧化物,其对无机磷的静态吸附饱和容量为8.33 mg/g。CW3中添加的活性污泥和CW4添加的消化污泥在湿地运行过程中会富集微生物,其中活性污泥与消化污泥基质中发现了大量的变形菌门细菌(Proteobacteria)和拟杆菌门细菌(Bacteroidetes),这些细菌大多可以进行反硝化作用。除此之外,这些污泥基质中也出现了甲烷鬃毛菌(Methanosaetaceae)和甲烷杆菌(Methanobacteriaceae),均属于厌氧产甲烷的广古菌门(Euryarchaeota)古菌。上述结果说明垂直潜流人工湿地的污泥层可以进行脱氮和产甲烷。结合本论文的研究结果,针对三峡库区农业面源径流废水的水质特征,设计了进水水量为50 m3/d的表面流人工湿地(SFW)、水平潜流人工湿地(HFW)与垂直潜流人工湿地(VFW)的单元构筑物,并绘制了相应的设计图纸;其中,垂直潜流人工湿地的污染负荷为80 kg/(hm2 d),预期垂直潜流人工湿地的BOD5去除率为50%。