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生物修复技术在人工土快滤处理中应用的研究

郭文帅  
【摘要】: 人工土快滤处理技术是在原快滤处理系统上采用人工土作为多孔介质代替原有的自然土壤的污水土地处理技术。该技术不仅能取得良好的处理效果,受自然条件的限制小,而且大大减少了原系统的占地面积。但当进水中有机物浓度不断增大或灌水量增大时,会加重处理系统的有机负荷,使有机物质在系统中积累,导致系统过滤介质的堵塞,直接影响滤床的水力负荷、气体交换及生物降解能力。 本研究通过在人工土快滤床上运用生物修复技术,从植物修复、微生物修复、土壤动物修复三方面着手,在人工土柱中分别种植对污水具有较好净化效果的植物、接种对污水降解能力较强的优势菌群和养殖蚯蚓。定期测定出水水质和土柱各层有机质、氮、磷含量,研究它们对人工土柱的出水水质和有机质、氮、磷养分分布状况的影响。从而在生物修复技术中找到既可以提高系统对污水的处理能力和处理效果,又能够解决人工土快滤系统中有机质积累和堵塞问题。 研究结果表明在植物修复方面,一些植物如水葫芦和万寿菊对污水具有较强的净化能力,对污水中的有机污染物有一定降解能力。BOD_5、COD、NH_4~+—N的去除率达80%以上,T-P的去除率达55%以上;微生物修复方面,试验中筛选出10株对污水COD的去除率50%以上或TN的去除率高于20%、TP去除率高于45%的菌作为优势菌系统,其中的好氧菌、兼氧菌以及厌氧菌等混合微生物在人工土不同深度占据不同的主导地位,通过微生物的氧化分解能力实现有机污染物的净化降解功能,BOD_5、COD、NH_4~+—N的去除效果与植物修复效果接近,且从各层土壤有机质含量随实验周期的变化情况来看,受外界环境(降雨、气温、湿度等)的影响较大的只在土表层,随着土层深度增加,有机质变化受外界环境的影响越小;土壤动物修复方面,选取多种砂土比的人工土作为试验材料,并采取对污水的处理效果和处理能力以及蚯蚓生存均较好的砂土比(9:9)进行试验,经过6个月的灌水实验发现,在人工土柱中加入蚯蚓可使系统对NH_4~+—N的去除率达到90%以上。 人工土柱中有机质和氮磷的分布规律相似,均是随着土层深度逐层降低。但 有机物质和氮磷因为淋失而在60~SOcm土层有不同程度的积累现象。随着灌水 周期的延长土柱中的有机质含量不断升高,尤其是在土柱表层;而土柱中的氮磷 则会随着土壤吸附饱和而趋于稳定。在人工土快滤床上种植植物、接种优势微生 物群、养殖蛆酬均能相应降低系统土壤中的有机质,缓解系统有机质积累的问题。 种植植物对土柱中的氮的反硝化作用和磷的固定均有一定积极作用。种植植物时 应考虑植物不同生长期对营养物质的需求,可以考虑种植多年生木本植物。 物修复对于土柱中的氮的反硝化作用有一定促进作用, 动物修复对于系统氮的去除和磷的固定几乎没有影响。 但对磷的影响不大。 微生 土壤 在植物修复和微生物修复 的人工土快滤系统的运行方式上选择湿干比1:5、配水周期为2天的运行方式, 虽然有机质的积累速率较快,但水力负荷大且更为经济,同时也可以取得较好出 水水质。而对养殖蛆叫的人工土快滤系统来说,选择湿干比1:8运行周期3天的 运行方式更为合理。


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