生物生態(tài)技術(shù)在治理農(nóng)村水體污染中的應(yīng)用研究.pdf

1、有限的水資源和確保清潔水的獲得使世界面臨嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)。在高度工業(yè)化的國(guó)家，如中國(guó)，水污染率很高，導(dǎo)致人類消費(fèi)所需的淡水不足。在這方面，大規(guī)模集中的廢水處理系統(tǒng)被認(rèn)為是高度工業(yè)化國(guó)家的特征，并且長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是廢水處理中非常成功的方法。盡管在中國(guó)大規(guī)模的廢水處理系統(tǒng)十分普遍，但該國(guó)仍然繼續(xù)遭受淡水短缺和水資源惡化的影響。特別是，農(nóng)村生活廢水已成為淡水水體污染的重要來(lái)源。本論文建立了耦合生物單位（厭氧折流板反應(yīng)器，缺氧池和好氧單元，A20

2、）和生態(tài)單位（平流人工濕地）的改良生物生態(tài)A20-人工濕地系統(tǒng)，并確定了該系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。
　　本論文研究了不同季節(jié)（夏季，春季，秋季和冬季）下ABR（厭氧折流板反應(yīng)器）的性能和特性。ABR實(shí)現(xiàn)的COD去除效率分別為74％（夏季），68％（春/秋季），62％（冬季）。在整個(gè)研究期間，室Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ顯示出高的COD去除率。在較低的OLR（有機(jī)負(fù)荷）下，COD去除率高。在所有季節(jié)，沼氣產(chǎn)量隨著HRT（水力停留時(shí)間）的增加呈下降趨勢(shì)。

3、與其它隔室相比，隔室Ⅰ中VFA（揮發(fā)性脂肪酸）的合成較明顯。ABR仍有達(dá)到更高效率的潛力，并適用于所有類型的季節(jié)和溫度條件。
　　對(duì)A2/O-CW過(guò)程中缺氧消化對(duì)于反硝化和去極化的性能和特性進(jìn)行了研究。研究了主要參數(shù)如:回流比，溶解氧(DO)和氮負(fù)荷，以優(yōu)化對(duì)缺氧池中的化學(xué)需氧量(COD)，總氮(TN)，氨氮(NH4-N)，嗅閾值(TON)和硫化物的去除?；亓髀试谙募?，冬季和春季的最佳值分別為100％，200％和150％。夏季最佳

4、TON去除效率為92％，冬季為93％，春季為90％。TON值隨硫化物濃度線性增加。通過(guò)增加流入物DO，TON和硫化物的去除效率增加，而硝化過(guò)程減少。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是針對(duì)反硝化和去極化的缺氧消化效率高，
　　在整個(gè)工藝流程中，生物生態(tài)處理系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效率較高，成功實(shí)現(xiàn)了化學(xué)需氧量(COD)，氨氮(NH4-N)，總氮(TN)和總磷(TP)。出水中的污染物濃度低于中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002的Ⅰ級(jí)A指標(biāo)。該工藝除去效率高，操

5、作簡(jiǎn)單，能耗低。A20-人工濕地是農(nóng)村廢水處理系統(tǒng)的良好選擇。
　　人工濕地用于處理廢水，可以通過(guò)選擇合適的底物來(lái)改善其應(yīng)用，性能和功能。不同的植物在人工濕地系統(tǒng)中吸收營(yíng)養(yǎng)鹽的能力可能不同。在這項(xiàng)研究中，Michaelis-Menten動(dòng)力學(xué)提供了一個(gè)有用的工具，用于識(shí)別植物營(yíng)養(yǎng)物攝取效率以及進(jìn)行植物的選擇。研究了六種經(jīng)濟(jì)植物物種（茄子，蕪菁，空心菜，秋葵，辣椒，韭蔥）的營(yíng)養(yǎng)攝取動(dòng)力學(xué)Michaelis-Menten常數(shù)(Km)和

6、最大攝取速率(Imax)。空心菜對(duì)所有三種養(yǎng)分(PO4-P，NO3-N和NH4-N)的最大吸收能力都更高，蕪菁、秋葵和韭蔥對(duì)三種養(yǎng)分的吸收能力次于空心菜?？招牟藢?duì)所有三種營(yíng)養(yǎng)物具有最高的Imax和最低的Km值，并且在高PO4-P，NO3-N和NH4-N營(yíng)養(yǎng)條件下具有良好的調(diào)節(jié)能力。茄子的Imax和Km值相對(duì)較小，適合低營(yíng)養(yǎng)濃度環(huán)境，而蕪菁、秋葵和韭蔥的Imax和Km值相對(duì)較大，適合處理高營(yíng)養(yǎng)濃度的廢水。
　　通過(guò)使用人工濕地種植經(jīng)

7、濟(jì)蔬菜進(jìn)行廢水處理可以同時(shí)起到克服水和食物短缺的作用。在自然條件下，選擇了韭蔥(A.tuberosum.)、茄子(P.heteroclada)、空心菜（Ipomoea aquatica Forsk.）和辣椒（C.esculenta）等植物在混合人工濕地中生長(zhǎng)。研究NO3--N/NH4-N比對(duì)氨氮和硝態(tài)氮和總氮去除率的影響?？招牟耍↖pomoea aquatica Forsk.）和茄子（P.heteroclada）在氨氮濃度較高時(shí)表現(xiàn)出了

8、較高的的氨氮去除效率，而當(dāng)廢水中硝態(tài)氮濃度較高時(shí)，韭蔥(A.tuberosum)表現(xiàn)出了較高的硝酸鹽氮去除率。與其他蔬菜相比，辣椒(C.esculenta)對(duì)兩種氮源的去除率均較小。
　　從污水中去除營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)于避免接收水體水質(zhì)惡化是至關(guān)重要的。試驗(yàn)規(guī)模混合人工濕地(CW)系統(tǒng)是浮島型人工濕地(CFW)和水平流人工濕地(HFCW)的組合，并且全年運(yùn)行，覆蓋所有季節(jié)。進(jìn)行研究以調(diào)查CW系統(tǒng)的性能，考察空間布置，水深和營(yíng)養(yǎng)物去除的季節(jié)性