拔风管对分流式复合潜流人工湿地脱氮性能的影响

当分流式复合潜流人工湿地(HCW)以生活污水为外加碳源深度处理猪场废水时,系统因复氧能力不佳而面临NOx--N难以稳定获取的难题。为了确保HCW高水平的硝化性能及TN去除率,以拔风管为增氧设施并探究了其对系统氮素转化性能及微生物特性的影响。结果表明,对于由下向流(DF)单元和上向流(UF)单元串联而成的分流式HCW,其中可形成以硝化/反硝化作用和短程反硝化/厌氧氨氧化(DMOA)作用为主的多路径耦合脱氮反应体系;拔风管的布设不会明显改变HCW中的氮素转化模式,但该设施的增氧作用可强化DF单元的硝化性能,并可提升后续UF单元中反硝化菌群及厌氧氨氧化菌(AnAOB)的丰度,进而可实现系统中各脱氮途径强度的提高及其脱氮性能的优化;当DF单元中拔风管的布设数量为4时,HCW中参与脱氮的优势菌属包括Nitrosomonas、Nitrospira、Thauera和Candidatus_Brocadia,此时系统的COD、TP、TN和NH4+-N去除负荷分别可达(10.34±1.20)、(0.46±0.02)、(4.92±1.55)和(3.86±1.19) g·(m^(2)·d)^(-1),出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。该研究为HCW高效脱氮性能的维持提供了一种简单有效的控制模式,也有助于新型CW工艺的研发与设计。

三级串联垂直潜流人工湿地的脱氮性能及微生物学特征

探究了3种水力负荷(HLR)下三级串联垂直潜流人工湿地(T-VFCWs)对农村生活污水的处理效果,并解析了系统中的氮素转化机制。结果表明:当系统HLR由0.10增至0.20 m^(3)·m^(-2)·d-1时,T-VFCWs始终保持着对农村生活污水高效的处理效果,系统出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。T-VFCWs中顺次连接的3个VFCW单元(标记为V-1、V-2和V-3)在限氧环境下因其进水水质的差异可形成各自不同的氮素转化途径,并通过协同作用实现系统的高效脱氮。当T-VFCWs在试验期间连续运行时,V-1、V-2和V-3中主要的脱氮途径分别为短程硝化/反硝化作用、基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用和反硝化作用,上述3单元对进水中总氮(TN)和NH_(4)^(+)-N去除的贡献率分别为(51.3±4.4)%和(63.7±2.6)%、(30.9±4.8)%和(35.5±4.5)%、(17.8±5.0)%和(0.8±0.1)%。该研究可为组合式人工湿地的研发及工程化应用提供科学依据和技术支撑。