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200噸每天生活污水處理設(shè)備

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本產(chǎn)品由wang于2019.10.05發(fā)布

200噸每天生活污水處理設(shè)備

濕地生態(tài)系統(tǒng)的氮素輸入過程包括大氣氮沉降、生物固氮、人為氮和徑流氮輸入等途徑.對于流入濕地的無機(jī)氮, 首先將還原價(jià)態(tài)氨氮氧化成高價(jià)態(tài)氮, 例如氨氮被氧化成亞硝酸鹽或硝酸鹽, 再被還原成氮?dú)?常見的厭氧氨氧化(ANAMMOX)廣泛存在于河口、中國華南水稻土和天然淡水濕地等環(huán)境中.近年來, 厭氧氨氧化與鐵還原耦合作用(Feammox)過程得到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注, 研究對象包括美國新澤西州的河岸濕地、波多黎各的熱帶雨林土壤、中國稻田土壤和美國卡羅萊納州薩凡納河流流域等.然而, 目前對酸性礦山排水污染土壤及相關(guān)濕地中發(fā)生的Feammox過程尚缺乏公開.

　　凹山濕地處理的采礦廢水含高濃度的SO42-, 沉積物中含有較高濃度的離子交換態(tài)鐵, 以及濕地中有機(jī)質(zhì)、總氮等營養(yǎng)物質(zhì)流失較為嚴(yán)重。本實(shí)驗(yàn)以人工濕地為研究對象, 采集沉積物, 通過添加氨氮和水鐵礦, 以及利用乙炔抑制劑的技術(shù)手段, 探究Feammox是否存在及其對氮轉(zhuǎn)化過程的影響, 同時(shí)分析了水鐵礦加入對濕地氨氮厭氧轉(zhuǎn)化過程的影響, 達(dá)到了減少濕地系統(tǒng)總氮流失的目的.

　　1 材料與方法1.1 沉積物取樣地點(diǎn)和預(yù)處理

　　考察用于處理采礦廢水的安徽省馬鞍山市凹山濕地, 并采集沉積物樣品.樣品迅速裝入冰盒保鮮箱, 保鮮箱中預(yù)存保濕劑和脫氧劑, 并在6 h內(nèi)送到合肥工業(yè)大學(xué).在厭氧手套箱中沉積物樣品經(jīng)人工除雜后, 過220 mm篩子待用.將沉積物攪拌均勻后裝入血清瓶, 加入體積比為1:3的去離子水, 高純度氬氣(99.99%)鼓氣密封, 在黑暗32℃下預(yù)培養(yǎng)25 d, 以消耗本底氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽和氧氣.預(yù)處理完后取樣分析未發(fā)現(xiàn)氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽.

　　1.2 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

　　在厭氧手套箱中將預(yù)處理的沉積物泥漿除去上清液, 分別稱取10.0 g剩余泥漿(pH≈6.5)置于25個(gè)50.0 mL血清瓶中, 每瓶各加入30.0 mL營養(yǎng)液, 按照實(shí)驗(yàn)分組相應(yīng)加入NH4Cl溶液(1 719.49 mg·L-1)和水鐵礦, 添加氨氮反應(yīng)瓶中初始氮含量為90.0 mg·kg-1.實(shí)驗(yàn)加入的營養(yǎng)液組成為16.0 mg·L-1 KH2PO4; 300.0 mg·L-1 MgCl2·6H2O; 74.0 mg·L-1 KCl; 840.0 mg·L-1 NaHCO3; 200.0 mg·L-1 NaCl; 180.0 mg·L-1CaCl2·2H2O; 微量元素溶液1.0 mL·L-1.微量元素溶液組成為: 204.0 mg·L-1 ZnCl2; 240.0 mg·L-1 CoCl2·6H2O; 990.0 mg·L-1 MnCl2·4H2O; 149.0 mg·L-1 CuCl2·2H2O; 220.0 mg·L-1 Na2MoO4·2H2O; 190.0 mg·L-1 NiCl2·6H2O; 140.0 mg·L-1H3BO4·2H2O; 210.0 mg·L-1 NaSeO4·10H2O.

　　將25個(gè)血清瓶隨機(jī)分為5組, 組為空白對照組, 加入2.0 mL去離子水; 第二組加入2.0 mL NH4Cl溶液; 第三組加入2.0 mL NH4Cl溶液, 上層氣相含30.0%(~3 kPa)乙炔氣體; 第四組加入2.0 mL NH4Cl溶液和41.24 mg水鐵礦; 第五組加入2.0 mL NH4Cl溶液、41.24 mg水鐵礦, 上層氣相含30.0%(~3 kPa)乙炔氣體.添加上述NH4Cl溶液和水鐵礦后, 將所有血清瓶鼓氬氣15 min(DO<0.10 mg·L-1)脫氧之后密封, 其中第三和第五組抽取血清瓶上層氬氣6.0 mL, 添加等體積的高純度純乙炔(99.99%)氣體, 體積比為30.0%(~3 kPa).然后將所有血清瓶置于32℃培養(yǎng)箱避光下培養(yǎng)15 d, 反應(yīng)瓶每1~2 d以100 r·min-1搖晃1.0 min.基質(zhì)對磷的吸附會(huì)受到粒徑大小的影響, 粒徑較小時(shí)基質(zhì)的磷吸附量相對較高.因此在礫石和無煙煤實(shí)驗(yàn)柱中, TP的去除均表現(xiàn)為小粒徑優(yōu)于大粒徑.但在沸石實(shí)驗(yàn)柱系統(tǒng)中, 4~8 mm沸石對TP的去除*優(yōu)于1~2 mm和2~4 mm粒徑的沸石.這與張翔凌等的結(jié)論不一致.筆者猜測出現(xiàn)該結(jié)果有以下原因：①沸石基質(zhì)對氨氮的吸附性能優(yōu)異， 有研究發(fā)現(xiàn), 沸石中與NH4+發(fā)生離子交換的主要是Na+、Ca2+和K+, 三者占離子交換總量的99%.氨氮和磷的吸附點(diǎn)位有所重合, 沸石對氨氮的吸附可能會(huì)影響其對磷的去除; ②實(shí)驗(yàn)柱中的有機(jī)物分解和硝化作用都會(huì)消耗氧, 相較4~8 mm和2~4 mm沸石, 1~2 mm沸石實(shí)驗(yàn)柱中由于基質(zhì)復(fù)氧能力弱, 溶解氧含量更低.微生物在厭氧環(huán)境下會(huì)將吸收的磷酸鹽重新釋放到水中, 使水中的磷酸鹽含量升高, TP去除率降低; ③在對磷素的去除過程中, 沸石表面的金屬離子和氧化物能與無機(jī)磷反應(yīng)生成難溶化合物[27], 導(dǎo)致水力傳導(dǎo)系數(shù)下降, 污水在沸石中的滲流受阻將會(huì)限制磷素的進(jìn)一步去除.

　　4 結(jié)論

　　(1) 沸石、礫石和無煙煤對COD均有較好的去除效果.選擇合適的基質(zhì)粒徑有利于提高濕地COD的去除率, 基質(zhì)粒徑過小和過大都會(huì)限制濕地中有機(jī)物的降解.本實(shí)驗(yàn)中, 4~8 mm粒徑下沸石和礫石的COD去除率zui高, 6~8 mm粒徑下無煙煤對COD去除效果.

　　(2) 人工實(shí)驗(yàn)柱中氮素的去除以反硝化脫氮為主, 小粒徑由于復(fù)氧能力弱更有利于氮素的去除.在2~4 mm粒徑下, 3種基質(zhì)對TN均有較高的去除率, 總體表現(xiàn)為：沸石>無煙煤>礫石.

　　(3) 3種基質(zhì)中, 無煙煤對TP的平均去除率zui高, 且表現(xiàn)為小粒徑優(yōu)于大粒徑; 沸石的TP去除率較低, 不同粒徑間表現(xiàn)為：4~8 mm>2~4 mm>1~2 mm.采礦廢水是由礦井排水、露天采場排水和廢石場雨排水構(gòu)成的一種酸性廢水, 含有高濃度重金屬等物質(zhì).人工濕地作為常見的廢水處理方法之一, 在采礦廢水的處理領(lǐng)域中已有一定的應(yīng)用.濕地沉積物中氮含量與其遷移轉(zhuǎn)化過程對濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生產(chǎn)力有重要影響, 氮含量被視為濕地營養(yǎng)水平指示劑, 是天然或者人工濕地沉積物中的主要限制性養(yǎng)分.采礦廢水、酸性礦山排水、礦井排水等中缺乏氮磷等營養(yǎng)元素, 研究處理此類廢水濕地中氮循環(huán)過程具有重要的意義.不同粒徑沸石、礫石和無煙煤對TN去除效果的影響均表現(xiàn)為小粒徑優(yōu)于大粒徑, 這也說明了厭氧反硝化作用是人工實(shí)驗(yàn)柱中脫氮的主要方式.小粒徑的基質(zhì)能夠?yàn)榉聪趸?xì)菌提供更好的缺氧環(huán)境, 同時(shí)也能夠提供更多與氨氮、硝態(tài)氮進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)的位點(diǎn), 從而提高TN去除率.效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明, 基質(zhì)類型和粒徑對TN去除率變異的解釋度分別為59.9%、79.1%, 基質(zhì)粒徑對實(shí)驗(yàn)柱中TN去除率的影響作用大于基質(zhì)類型的影響, 說明當(dāng)濕地脫氮以反硝化作用為主時(shí), 選擇合適的粒徑有助于提高濕地脫氮效率.