基质填充方式对铁碳-沸石人工湿地水质净化的影响

铁碳和沸石粒径对人工湿地基质的孔隙度具有影响,二者不同的填充方式将影响人工湿地中水流的不饱和流动、曝气后的DO分布、植物吸收作用以及微生物活动,进而影响污水中硝化与反硝化进程,影响污水处理效果.本研究通过在温室构建潜流人工湿地系统装置,均为间歇曝气,设立不同填料的填充配比和填充顺序,分别为:添加20%铁碳+80%沸石(其中铁碳在上层沸石在下层记为T2F8,铁碳在下层沸石在上层记为F8T2,下同)、40%铁碳+60%沸石(记为T4F6和F6T4)、60%铁碳+40%沸石(记为T6F4和F4T6),以添加100%沸石为对照组(F),探究基质的填充方式对人工湿地系统中污水处理的影响.结果表明,与铁碳填充于表层的湿地相比,铁碳填充于底层能显著提高人工湿地中pH与DO含量(p<0.05),并显著提高了对NH_(4)^(+)-N和TN的去除率(p<0.05),且当铁碳占比为20%时对NH_(4)^(+)-N和TN的去除效果最好;铁碳-沸石填充体积比为4∶6时人工湿地对于COD的去除效果提升最为显著(p <0.05).典型周期内,铁碳填充于底层且铁碳占比越少时能显著改善湿地中DO环境并显著提升湿地脱氮效率(p<0.05).综合而言,铁碳填充在底层且铁碳-沸石体积比为2∶8时的铁碳-沸石人工湿地(F8T2)水质净化效果最好.

基质中铁碳-沸石填充方式对人工湿地温室气体排放的影响

人工湿地在污水治理中已获得广泛应用,但其温室气体排放通量是自然湿地的2~10倍,对人工湿地温室气体的减排已是亟待解决的问题。通过在温室构建潜流人工湿地系统装置,均为间歇曝气,设立不同填料的填充配比和填充顺序,分别为:添加20%铁碳+80%沸石(其中铁碳在上层沸石在下层记为T2F8,铁碳在下层沸石在上层记为F8T2,下同)、40%铁碳+60%沸石(记为T4F6和F6T4)、60%铁碳+40%沸石(记为T6F4和F4T6)、以添加100%沸石为对照组(F),探究了基质的填充方式对人工湿地系统中温室气体排放的影响。结果表明,与铁碳填充在表层的湿地组1(T2F8、T4F6、T6F4)相比,铁碳填充在底层的湿地组2(F8T2、F6T4、F4T6)均显著实现了人工湿地中CH4、N2O的减排(P<0.05);同时,铁碳-沸石体积比对CH4、N2O减排效果影响显著,且铁碳占比越低CH4和N2O排放越少(P<0.05);典型周期中曝气段出现CH4和N2O排放峰值,湿地F8T2的排放峰值均显著低于其他湿地(P<0.05),其综合GWP最大减排值达到75.82%。铁碳填充在底层及铁碳-沸石体积比为2:8铁碳-沸石人工湿地(F8T2)的综合GWP最低,温室气体的减排效果最好。本研究结果可为人工湿地温室气体减排的实践提供参考。