曝气人工湿地脱除低污染水中氮的影响因素

作者：李琳琳; 李荣涛; 孔维静; 杨萍果^*; 杜志超; 毕斌; 卢少勇^*

来源：环境科学, 2021, 42(12): 5857-5864.

DOI：10.13227/j.hjkx.202101294

• 曝气人工湿地
• 低污染水
• 脱氮
• 曝气量
• 碳氮比

低污染水由于排放量大、来源范围广,成为地表水体中氮的重要贡献者.为探究人工湿地对低污染水脱氮时的影响因素,构建曝气人工湿地,分析其在不同运行工况下对低污染水中不同形态氮的去除效果.结果表明,低污染水中TN和NO-3-N去除率与水力停留时间(HRT)、碳氮比(C/N)和温度显著正相关(r>0.65,P<0.01),与溶解氧(DO)极显著负相关(r<-0.85,P<0.01); NH+4-N去除率与各因素之间相关性不显著(P>0.05).曝气量和HRT的改变,可以调节湿地内DO环境,为湿地内营造交替好-缺氧环境,利于硝化与反硝化过程.在曝气量为0.2 L·min-1、 HRT为1 d时,曝气人工湿地对低污染水中TN、 NH+4-N和NO-3-N去除率分别可达90.15%、 98.25%和86.22%,实现了TN、 NH+4-N和NO-3-N同步高效去除.C/N和温度是影响TN和NO-3-N去除效果的重要因子.随C/N增加,TN和NO-3-N去除率明显提升;在进水C/N为5时,TN和NO-3-N去除率达到最高,分别为68.49%和50.48%,其中TN去除率较无碳源时提高了37.43%.此外,温度从8～12℃升高至28～32℃时,曝气CW脱氮速率逐步增大.相较于低温(8～12℃),在高温(28～32℃)时CW对TN和NO-3-N去除率分别提高了29.37%和50.24%;而NH+4-N去除率受C/N和温度影响不大.

• 单位
  北京师范大学; 山西师范大学; 土木工程学院; 辽宁工程技术大学; 湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室; 中国环境科学研究院; 生命科学学院