壹(yi)體化村鎮生(sheng)活汙(wu)水處(chu)理設(she)備(bei)

壹體化村鎮生(sheng)活汙(wu)水處(chu)理設(she)備(bei)

壹(yi)體化村鎮生(sheng)活汙(wu)水處(chu)理設(she)備(bei)

 碳源(yuan)與濕地脫氮
根(gen)據(ju)反硝(xiao)化原理(li)，反硝(xiao)化過(guo)程是NO3-在(zai)反(fan)硝(xiao)化細菌(jun)的作(zuo)用下(xia)被(bei)還(hai)原為(wei)N2或N2O從汙水中(zhong)溢(yi)出，其中(zhong)反硝(xiao)化菌可以(yi)利用碳源(yuan)作(zuo)為電(dian)子(zi)供(gong)體來脫(tuo)氮，因此碳源(yuan)對(dui)濕地反硝(xiao)化脫氮(dan)效(xiao)果的影響很大。
人工(gong)濕地中的碳源(yuan)主要(yao)包括進(jin)入(ru)濕地的汙水中(zhong)所(suo)含(han)的碳源(yuan)、內源(yuan)碳和(he)外加(jia)碳源(yuan)。濕地中的內碳源(yuan)主要(yao)包括微(wei)生(sheng)物分解或(huo)植(zhi)物根(gen)系(xi)分泌(mi)產生的有機物質、植(zhi)物枯落(luo)物分解產(chan)生(sheng)的有機物質和(he)基(ji)質(zhi)中沈(chen)積的有機物質。外(wai)加(jia)碳源(yuan)包括糖類物質(葡(pu)萄糖、蔗糖、果糖等)和液(ye)體碳源(yuan)(甲醇(chun)、乙(yi)醇(chun)、乙(yi)酸等)為主的易生物降解的傳統碳源(yuan)、天(tian)然(ran)植(zhi)物材料(liao)(植(zhi)物稭稈、農業廢棄物、植(zhi)物枯葉(ye)等(deng))和(he)天(tian)然(ran)有(you)機(ji)物(報(bao)紙(zhi)、棉(mian)花(hua)、稻殼等)為(wei)主的新型(xing)碳源(yuan)。
以(yi)糖類物質和(he)液(ye)體碳源(yuan)為外(wai)加(jia)碳源(yuan)時(shi)，費(fei)用較高，同(tong)時(shi)也(ye)增加(jia)了處(chu)理工(gong)藝的運行成本，且甲醇、乙(yi)酸等有機碳源(yuan)具有(you)壹(yi)定(ding)毒(du)性(xing)，也(ye)進壹(yi)步阻(zu)礙(ai)其開(kai)發使用。為了進壹(yi)步降低(di)水體脫氮(dan)的成本，壹些來源(yuan)充(chong)足(zu)、取材(cai)方便且(qie)成本低(di)廉(lian)的天(tian)然(ran)植(zhi)物材料(liao)和天(tian)然(ran)有(you)機(ji)物等新型(xing)碳源(yuan)正日(ri)益受到廣泛關註。已有(you)研(yan)究(jiu)表明(ming)，以(yi)天(tian)然(ran)植(zhi)物材料(liao)為代(dai)表的新型(xing)碳源(yuan)因本身富(fu)含(han)纖維素(su)類(lei)物質，通(tong)過(guo)合(he)理利用可以(yi)有(you)效(xiao)解決(jue)人(ren)工(gong)濕地處(chu)理低(di)碳氮(dan)比汙(wu)水時(shi)脫(tuo)氮(dan)效(xiao)率(lv)低(di)的難題(ti)。

溶解氧和碳源(yuan)在脫(tuo)氮(dan)中(zhong)的耦合(he)關系(xi)分析
在(zai)濕地硝(xiao)化-反硝(xiao)化脫氮(dan)的過(guo)程中，硝(xiao)化反應(ying)只(zhi)是將(jiang)NH4++-N轉(zhuan)化成NO3--N，並(bing)沒有從根(gen)本上使氮(dan)從水體中脫(tuo)除。而(er)反(fan)硝(xiao)化作(zuo)用則是將(jiang)NO3--N轉(zhuan)換(huan)成N2或(huo)N2O，最(zui)終使水體中的氮轉(zhuan)化成氣(qi)態(tai)氮逸(yi)出系(xi)統。因(yin)此，反硝(xiao)化反應(ying)往往被認(ren)為是控(kong)制(zhi)濕地脫氮的限制性(xing)因(yin)素(su)。有(you)機(ji)碳源(yuan)是反(fan)硝(xiao)化作(zuo)用主要(yao)的電(dian)子(zi)供(gong)體，碳源(yuan)的不(bu)足(zu)是制(zhi)約(yue)反(fan)硝(xiao)化的關鍵(jian)因素(su)。補(bu)充(chong)碳源(yuan)提高(gao)了水體中的碳氮(dan)比，為(wei)微(wei)生(sheng)物反硝(xiao)化作(zuo)用提供了充(chong)足(zu)的電(dian)子(zi)供(gong)體，因此提高(gao)進水碳氮(dan)比被(bei)認(ren)為是提(ti)高(gao)濕地反硝(xiao)化脫氮(dan)效(xiao)果的有效(xiao)途(tu)徑。但是隨(sui)著碳氮(dan)比的增加(jia)，造(zao)成在(zai)硝(xiao)化階(jie)段(duan)碳源(yuan)與NH4++-N競爭(zheng)消(xiao)耗溶解氧，導致NH4++-N因缺(que)乏足夠(gou)的溶解氧而(er)無(wu)法有效(xiao)地(di)去(qu)除(chu)和(he)轉(zhuan)化。陳(chen)慶昌(chang)等(deng)研(yan)究(jiu)也(ye)發現，碳氮(dan)比越大，人工(gong)濕地系(xi)統對(dui)NH4++-N的去除效(xiao)果越差，碳氮(dan)比的提高抑(yi)制(zhi)了濕地硝(xiao)化作(zuo)用的進行，從而(er)抑(yi)制了NH4++-N的有效(xiao)轉(zhuan)化，NH4++-N去除(chu)率隨(sui)碳氮(dan)比提(ti)高(gao)而(er)降低(di)。因此，合(he)理調整(zheng)濕地進水中(zhong)的碳氮(dan)比被(bei)認(ren)為是提(ti)高(gao)濕地脫氮效(xiao)率(lv)的關鍵(jian)所(suo)在(zai)。

礬花(hua)在澄清池下(xia)部(bu)匯集(ji)成汙(wu)泥(ni)並濃(nong)縮(suo)。濃(nong)縮(suo)區(qu)分為(wei)兩層(ceng)：上層(ceng)為(wei)再(zai)循(xun)環汙泥(ni)的濃縮(suo)，下(xia)層(ceng)是產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)濃縮(suo)汙(wu)泥(ni)的地方。逆流(liu)式斜管(guan)沈(chen)澱(dian)區(qu)將剩(sheng)余(yu)的礬花(hua)沈澱。通過(guo)固定(ding)在(zai)清(qing)水收集(ji)槽(cao)進(jin)行水力(li)分布(bu)，斜管(guan)將(jiang)提(ti)高水流(liu)均(jun)勻分配(pei)。清水由(you)壹個集(ji)水槽(cao)系(xi)統收回(hui)。絮(xu)凝(ning)物堆(dui)積在(zai)澄清(qing)池下(xia)部(bu)，形(xing)成(cheng)的汙泥(ni)也(ye)在這(zhe)部(bu)分區(qu)域(yu)濃縮(suo)。

該沈(chen)澱(dian)池有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)方面(mian)的優點(dian)：
1.將(jiang)混合(he)區(qu)、絮凝(ning)區(qu)與沈(chen)澱池(chi)分離(li)，采用矩(ju)形(xing)結(jie)構，簡化池型(xing);
2.沈(chen)澱(dian)分離(li)區(qu)下(xia)部(bu)設(she)汙泥(ni)濃縮(suo)區(qu)，占地(di)少;
3.在濃縮(suo)區(qu)和混合(he)部(bu)分之(zhi)間設(she)汙泥(ni)外部(bu)循環，部(bu)分濃(nong)縮(suo)汙(wu)泥(ni)由(you)泵回(hui)流(liu)到(dao)機械混合(he)池，與原(yuan)水、混凝(ning)劑(ji)充(chong)分混合(he)，通過(guo)機械絮(xu)凝(ning)形(xing)成(cheng)高濃度混合(he)絮凝(ning)體，然後(hou)進入(ru)沈(chen)澱區(qu)分離(li)。

4、新型(xing)中(zhong)置(zhi)式高密(mi)度沈澱池
新型(xing)中(zhong)置(zhi)式高密(mi)度沈澱池是上海(hai)市(shi)政(zheng)工(gong)程研(yan)究(jiu)總院(yuan)設(she)計的新池(chi)型(xing)，該工(gong)藝過(guo)程集(ji)中了斜管(guan)沈(chen)澱(dian)池、機械攪(jiao)拌澄清(qing)池(chi)和高密(mi)度沈澱池的優點(dian)，將(jiang)混合(he)、絮凝(ning)、沈澱(dian)、汙泥(ni)濃縮(suo)綜(zong)合(he)於壹體。中置(zhi)式高密(mi)度沈澱池設(she)有5個過(guo)程區(qu)：混合(he)區(qu)、絮凝(ning)反應(ying)區(qu)、分離(li)沈澱區(qu)、濃縮(suo)排(pai)泥(ni)區(qu)和分離(li)出水區(qu)。

溶解氧和碳源(yuan)的作(zuo)用及其主(zhu)要(yao)來源
溶解氧與濕地脫氮
汙(wu)水中(zhong)的氮主要(yao)以(yi)有(you)機氮和無(wu)機(ji)氮(dan)兩種(zhong)形(xing)態(tai)存在(zai)。汙水進(jin)入(ru)人(ren)工(gong)濕地後，有機(ji)氮(dan)被(bei)氨化成無(wu)機氮(dan)，通(tong)過(guo)硝(xiao)化及反(fan)硝(xiao)化作(zuo)用進壹步(bu)被(bei)去(qu)除(chu)。硝(xiao)化作(zuo)用受床體中溶解氧(DO)含量(liang)的影響很大，當(dang)濕地中DO含量(liang)足已(yi)支(zhi)持好(hao)氧硝(xiao)化細菌(jun)的生長時(shi)，硝(xiao)化反應(ying)才(cai)得(de)以(yi)順(shun)利進行。許多(duo)文獻中(zhong)提到(dao)DO質量(liang)濃度超過(guo)1.5 mg/L才(cai)是硝(xiao)化反應(ying)發生(sheng)的先決(jue)條件;當(dang)DO濃(nong)度過(guo)低(di)時(shi)，不(bu)僅(jin)降低(di)硝(xiao)化反應(ying)速率(lv)和(he)總脫(tuo)氮率，而(er)且(qie)出現亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)的積累(lei)，但是人(ren)工(gong)濕地系(xi)統中(zhong)的氧不(bu)僅(jin)僅(jin)被消(xiao)耗於氮磷等(deng)營(ying)養物質的降解，還(hai)被消(xiao)耗於有機(ji)物質的降解，本就(jiu)有限的DO含量(liang)在濕地系(xi)統脫(tuo)氮過(guo)程中就(jiu)變得(de)更(geng)為有限(xian)。因此，濕地氧環境關系(xi)到濕地的正常運轉(zhuan)及其凈(jing)化效(xiao)果。提(ti)高濕地硝(xiao)化脫氮(dan)的效(xiao)果，關鍵(jian)在於改(gai)善(shan)濕地內部(bu)的供氧環境，增加(jia)DO含(han)量(liang)。

人工(gong)濕地中的DO主要(yao)來源於植(zhi)物輸氧作(zuo)用、大氣復(fu)氧和水體更(geng)新復(fu)氧。大氣(qi)復氧是濕地供氧的主要(yao)來源，對(dui)濕地系(xi)統的有效(xiao)除(chu)汙(wu)及(ji)正(zheng)常運轉(zhuan)具有(you)重要(yao)意(yi)義(yi)。溫(wen)度對(dui)人(ren)工(gong)濕地中大氣(qi)復(fu)氧量(liang)有重要(yao)影響。標(biao)準(zhun)氣壓(ya)下(xia)飽和DO濃(nong)度公(gong)式(shi)為(wei)：

Os=14.54-0.39T+0.01T2
式(shi)中(zhong)：Os——飽和DO質(zhi)量(liang)濃度，mg/L;
T——溫度，℃。
水體更(geng)新復(fu)氧的特點是人(ren)工(gong)濕地系(xi)統內水體的每(mei)次更(geng)新，都(dou)會帶(dai)入(ru)所(suo)有(you)進水中(zhong)的溶解氧。植(zhi)物輸氧的特點是人(ren)工(gong)濕地中植(zhi)物能(neng)將(jiang)光合(he)作(zuo)用產生的氧通過(guo)氣道(dao)輸送至(zhi)根(gen)區(qu)，並在(zai)根(gen)區(qu)附近形(xing)成(cheng)好氧、厭(yan)氧和缺(que)氧的根(gen)區(qu)微(wei)環境，為根(gen)區(qu)的好氧、兼性(xing)和(he)厭(yan)氧微(wei)生(sheng)物發揮(hui)功效(xiao)提(ti)供(gong)了適(shi)宜(yi)的生存環境。其中(zhong)，植(zhi)物輸氧和大(da)氣復(fu)氧是人(ren)工(gong)濕地自然供(gong)氧的主要(yao)途(tu)徑。