生物炭基质人工湿地处理生活污水效能的实验研究.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月 黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 .生物炭基质人工湿地处理生活污水效能的实验研究潘 宇 孙彩玉 盛 涛(黑龙江科技大学 环境与化工学院 哈尔滨)摘 要:为考察生物炭基质对人工湿地处理污水效果的影响建立了以沸石、白云石、市政污泥生物炭为基质的三种人工湿地装置测试各组人工湿地对生活污水中、和 的去除情况考察其运行效能并分析不同基质不同高度下的各组人工湿地微生物量差异、微生物群落及相对丰富度 结果表明:以剩余污泥为原料制备的生物炭基质构建人工湿地对生活污水的处理效果优于沸石和白云石基质人工湿地生物炭基质人工湿地对、和 的去除率分别为(.)、(.)、(.)、(.)和(.)经微
2、生物群落分析发现、和 菌群是基质中分别负责有机物、氨氮和总氮去除的三类菌群关键词:人工湿地 市政污泥 生物炭 生活污水:./.中图分类号:文章编号:()文献标志码:():.(.)(.)(.)(.)(.).:收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()第一作者简介:潘 宇()女黑龙江省哈尔滨人副教授博士研究方向:废物生物处理与资源化利用:.引 言作为一种新颖的污水处理工艺人工湿地越来越多的应用于低浓度污水处理及污水的深度处理中 人工湿地的主要优势在于运行简单、能耗低、景观性强等 在人工湿地处理系统中基质是极其重要的组成部分且能够直接影响湿地的处理效果 在以前的研究中人工湿地常用基质主要包含沸石、
3、白云石、陶粒及砾石生物炭是一种高含碳物质其比表面积更大且吸附性能强 可由秸秆、木屑、粪便等原材料制成 目前生物炭在含氨氮废水处理、土壤修复及蔬菜大棚土壤改良等具有一定的应用而有关生物炭在人工湿地处理污水中的应用却很少 因此笔者以市政污水处理厂剩余污泥为原料制备生物炭并将其作为基质建立水平流人工湿地考察生物炭基质人工湿地处理生活污水的各项效能 试 验.试验底物本研究用生活污水取自龙江环保哈尔滨平房污水处理厂旋流沉砂池出水并储存在碳钢水箱内待用 生活污水各项水质参数见表 表 生活污水水质 /()/()/()./()/()/()值.基质准备.生物炭制备生物炭制备原材料用市政污泥取自龙江环保哈尔滨平房
4、污水处理厂污泥脱水机房污泥含水率为 收集后的市政污泥先用蒸馏水淘洗三遍再用孔径 的不锈钢筛网进行过滤去掉大颗粒物质过滤后的市政污泥放用马弗炉进行高温分解设定分解终点温度为 温升速率为 /分解后的污泥经自然降温后用机械粉碎机进行破碎然后用孔径 的不锈钢筛网进行筛分 制备后生物炭主要性能如下:堆积密度./表面积./平均粒径.值为.白云石和沸石白云石和沸石购于宜兴市某环保设备有限公司 白云石和沸石用蒸馏水清洗三遍室外自然风干并用孔径 的不锈钢筛网进行过滤 经分析白云石和沸石的主要性能见表 表 白云石和沸石主要性能 基质/()比表面积/()/值白云石.沸石.试验装置人工湿地试验装置共加工 套单套尺寸为
5、.超高.装置内部从下往上依次装设高 的鹅卵石(粒径 )和 的基质(粒径 )和 的石英砂(粒径 )其中基质分别填充白云石()、沸石()和生物炭()生活污水采用磁力泵分别输送至各试验装置磁力泵频率可调以控制装置表面水力负荷为 /装置顶部设多孔式布水管进行布水底部设多孔式集水管收集出水 各装置侧壁在不同高度设 个取样口以进行取样检测分析运行数据 装置连续运行时间为 每天取样检测进出水各项污染物指标.分析方法、和 指标采用国家相关标准方法进行分析微生物量测定参考文献微生物群落分析参考文献 结果与讨论.人工湿地运行性能各组人工湿地在启动运行约 后出水各项指标趋于稳定运行达到稳定状态 各组人工湿地在稳定运
6、行期间对 和 的去除情况见图 从图 中可以看出、和 对 的平均去除率分别为(.)、(.)和(.)对 的平均去除率分别为(.)、(.)和(.)由此可见 组(生物炭组)人工湿地对 和的去除效率最高黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 第 卷图 组人工湿地对 和 的去除情况.较 和 组 组对 的去除率分别提高了 和.对 的去除率分别提高了.和.研究发现牛粪生物炭基质建立的人工湿地处理生活污水比白云石和陶粒基质的人工湿地呈现出更高的污染物去除能力这与生物炭更大的比表面积有关表 为其他文献关于水平流人工湿地处理生活污水的数据 由表 可知本研究生物炭基质人工湿地对 和 的去除率 与 和 等的研究结果接近 他
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