人工湿地脱氮除磷污水处理技术详细分析

　　 人工湿地是20世纪70年代新兴的一种污水处理方式，其利用基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等方式来实现对废水中有害物质的去除，同时通过营养物质和水分的循环，实现对水的净化。近年来，人工湿地以其投资费用低，建设、运行成本低，处理过程能耗低，处理效果稳定，景观效应良好等优点多被用于改善景观水体水质之中。人工湿地还具有强大的生态功能，包括生物多样性保护、水源净化及保护与供给、气候调节、野生资源开发以及生态环境科学研究等诸多方面。

　　1、人工湿地脱氮的机理及其主要影响因素

　　1.1脱氮机理

　　人工湿地中的氮通过微生物的氨化、硝化与反硝化作用，植物的吸收，基质的吸附、过滤、沉淀等途径去除。其中氨化、硝化与反硝化作用是去除氮的主要途径，其基本条件是湿地中存在大量的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和适当的湿地土壤环境条件。

　　氨氮可被植物直接摄取，合成植物蛋白质与有机氮后，再通过植物的收割从湿地系统中除去。湿地植物根毛的输氧及传递特性，使根系周围连续呈现好氧、缺氧及厌氧状态，相当于许多串联或并联的处理单元，使硝化和反硝化作用可以在湿地系统中同时进行。

　　基质是人工湿地不可缺少的组成部分，它为人工湿地中微生物的生长提供稳定的依附表面，为水生植物提供生长载体和营养物质，同时，基质本身对污水净化也有重要的作用。

　　1.2影响脱氮的主要因素

　　1.2.1基质

　　不同基质类型对脱氮效果的影响不同。WendongTao等研究发现，石灰石基质和铺路石对氨氮和TN的去除效果无太大差别，但是石灰石基质能够增大亚硝酸盐的含量，将其最高质量浓度从3.6mg/L增加到4.7mg/L，从而更有利于厌氧氨氧化，提高对氮的去除率。

　　有研究表明：在相同进水水质和水力负荷条件下，页岩填料对COD、TN、TP去除效果最好，最高去除率可分别达到60%、80%、85%，其次为页岩与粗砾石组合填料，麦饭石去除效果较差。

　　周炜等的试验结果表明，在8月份，沸石床复合流人工湿地NH4+-N去除率在95%左右，TN去除率接近80%，硝态氮去除率在96%左右；而炉渣和砾石人工湿地与沸石床相比，除出水硝态氮无太大变化外（约为80%~90%），NH4+-N和TN的去除率较低，约为10%、50%。

　　此外，一般来说，分层的基质要比不分层的处理效果好。研究表明，不同粒径分层级配基质对COD的去除率均高于单一粒径基质，其中分层级配生物陶粒对COD的平均去除率高达72.91%。分层级配沸石对TN的净化能力较单一粒径基质有所提高，平均去除率高达91.23%。

　　1.2.2水生植物

　　水生植物是人工湿地的重要组成部分，对氮的去除有很大的影响。张荣社等研究表明，无植物床、芦苇床和茭草床TN去除率分别达48.7%、75.6%、63.5%。可见植物对湿地中氮的去除有很大影响。

　　Z.Yousefi等通过实验对比了黄花鸢尾碎石床人工湿地与空白床对TN的去除效果，结果表明，黄花鸢尾床对TN的去除效果比空白床好，二者的去除率分别为49.4%、43.4%。

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