人工濕地系統(tǒng)固體碳源強化脫氮特性研究.pdf

1、我國農(nóng)村分散養(yǎng)豬廢水經(jīng)厭氧消化和人工濕地強化硝化區(qū)處理后，存在碳氮比較低的問題。為強化對農(nóng)村分散養(yǎng)豬廢水總氮的去除，本論文選取四種常見秸稈（水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈和高粱秸稈）為反硝化固體碳源，通過秸稈酶解還原糖量對預處理條件進行優(yōu)化，并在序批實驗中考察預處理對秸稈作為固體碳源時反硝化性能的影響；在此基礎上，構(gòu)建兩個并聯(lián)運行的人工濕地強化反硝化區(qū)，對比未預處理水稻秸稈和經(jīng)氫氧化鈣預處理的水稻秸稈處理人工濕地強化硝化區(qū)出水的性能，考察

2、了硝氮濃度、水力負荷、低溫等工藝參數(shù)的影響，分析了特征有機物的去除性能，通過高通量測序技術解析了人工濕地強化反硝化區(qū)的微生物群落結(jié)構(gòu)。
　　主要研究結(jié)論如下：
　?。?）以水浸泡和氫氧化鈣浸泡預處理四種常見秸稈（水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈和高粱秸稈），并以秸稈酶解性能對預處理參數(shù)進行優(yōu)化，結(jié)果表明堿預處理的秸稈酶解效果較顯著，在用氫氧化鈣的飽和溶液，溫度為30℃情況下，四種秸稈堿預處理最優(yōu)時間均為3 d，最佳固液比均為1:

3、30。
　?。?）序批實驗中以未浸泡、水浸泡和氫氧化鈣浸泡四種秸稈作為反硝化固體碳源和生物膜載體，研究反硝化脫氮性能。結(jié)果表明四種秸稈系統(tǒng)均在第1天就有明顯的脫氮效果，出水硝氮均低于10mg/L，且在運行的15d內(nèi)，脫氮效果穩(wěn)定。與未浸泡和水浸泡秸稈的相比，啟動后堿浸泡過的秸稈反硝化速率有明顯升高。堿浸泡水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈和高粱秸稈的反硝化速率分別為0.074mg/(g.h)，0.056 mg/(g.h)，0.055 m

4、g/(g.h)，0.077 mg/(g.h)。水稻秸稈序批實驗長期運行結(jié)果表明反硝化性能隨著時間的延長而降低，但堿處理過的秸稈反硝化速率顯著高于未浸泡和水浸泡完秸稈反硝化速率。
　?。?）分別在兩個平行運行的人工濕地強化反硝化區(qū)投加堿浸泡和未浸泡的水稻秸稈，處理人工濕地強化硝化區(qū)的出水，結(jié)果表明投加堿浸泡水稻秸稈系統(tǒng)的反硝化速率在不同硝酸鹽氮濃度和水力負荷下，均明顯高于投加水浸泡秸稈系統(tǒng)的。在進水硝氮為150mg/L左右時（水力負

5、荷為120L/d），投加堿浸泡和未浸泡水稻秸稈系統(tǒng)出水的硝氮分別為3.6 mg/L和15.4mg/L，反硝化速率分別為0.1562 kg/(m3·d)和0.1447 kg/(m3·d)。
　?。?）水溶性有機物質(zhì)（DOM）經(jīng)兩個人工濕地強化反硝化區(qū)處理后均顯著降低。未浸泡水稻秸稈系統(tǒng)微生物的優(yōu)勢菌主要歸屬于 Bacteroidetes（擬桿菌門）(22.46％)和Proteobacteria（變形菌門）（48.68%），屬水平的優(yōu)