论文部分内容阅读
本研究构建了2套室外的复合垂直流人工湿地系统,进行海水养殖尾水净化效果影响因素的研究。利用小试处理系统,研究水力负荷、运行周期对海水养殖尾水中氮、磷和COD等污染物去除的影响,揭示水力学因素对污染物净化的作用,分析系统中微生物的群落结构与功能,探讨水力学因素与系统脱氮功能之间的关系;采用中试处理系统,在不同水力负荷、处理时间的作用下,探究系统对海水养殖尾水中主要污染物的处理效果,通过计算优化系统的水力负荷和运行时间,并通过两套系统中微生物的结构与组成分析,分析处理系统规模扩大可能导致的差异。研究结果可为复合垂直流人工湿地在海水养殖尾水处理中的推广与应用提供技术参数。主要研究结果如下:(1)小试处理系统对低COD浓度尾水的最高去除率只有45.59%,COD的去除率主要受到系统构造的局限,水力学因素在上行池中作用明显。对TP的去除效果良好,在不同水力负荷与处理时间下,TP的去除率均在50%以上。水力负荷状态会影响基质对TP的吸附,水力负荷越高,发生吸附作用的基质层就越靠近系统后程。水力学因素是影响TN去除率的主要因素之一,TN在0.50m/d水力负荷下,最低去除率为33.57%,延长处理时间之后去除率提高,超过60%。TN在下行池转化的最多,上行池中微生物的活动可影响TN的最终出水水质。(2)中试处理系统中,运行时间对高水力负荷下,污染物的去除率影响较大。在水力负荷12.57m/d条件下,系统运行1.5h时COD去除率为9.83%,TN去除率为24.75%,TP去除率为61.54%;运行时间在3.0h时,COD去除率为23.50%,TN去除率为62.46%,TP去除率为75.90%;运行时间在4.5h,COD、TP和TN去除分别为32.12%、87.84%和59.53%。经计算分析氮、磷和COD的去除效果,本项研究复合垂直流人工湿地系统的最佳进水负荷为10~11m/d,最佳运行时间为3.0h。(3)通过分析两套系统中不同空间的微生物分布状况,植物根系最适宜微生物的生长活动,微生物在基质中更倾向于聚集在碎石层与滤砂层中。水力负荷过大会导致微生物的聚集区域发生改变,迁移到系统后程。微生物的脱氮活动将会导致系统内部p H环境改变,使得出水水质受到影响。受到水力学因素与微生物自身新陈代谢的影响,下行池反硝化反应占据主导,上行池则硝化细菌更活跃。上行池受到水力学因素与微生物的活动的影响,使得各类污染物浓度波动明显,影响出水水质。