人工湿地是一种高效、低耗的污水处理方法,能有效降低水体生物耗氧量、化学耗氧量、总悬浮物及污染细菌等,而对氮(N)的去除率较低且不稳定。水体中的总氮(TN)可分为颗粒物有机氮(PON)和总可溶性氮(TDN)。目前对TDN的各组分,如可溶性有机氮(DON)、氨氮(NH4+-N)和硝氮(NO3–N)的去除机理及方法较为关注,而对总体上的PON和TDN的组成比例及去除率了解仍不充分。

国投盛世公司了解到,本研究中供水禽栖息的人工湖污水进入表流人工湿地后TN质量浓度降低,主要是由水体中PON被去除引起的。试验水体中饲养鸟类产生的食物残渣和排泄物是PON的主要来源,另外植物凋落物、藻类、细菌和附着微生物等也是人工湿地中PON的重要来源。整个生长季人工湿地中污水PON质量浓度降低幅度是TN的1.3倍,PON去除量占TN去除量的90%以上。污水进入人工湿地后TDN质量浓度变化不稳定,只有在5、10及11月去除率大于0,其余月份TDN质量浓度均有不同程度升高。

表流人工湿地去除氮的效率-国投盛世

在本研究系统中,水禽栖息的污水各形态N组成在生长季月际间变化明显,夏季藻类爆发使水体中PON质量浓度大幅升高。污水进入表流人工湿地TN去除主要依赖于PON去除,生长季PON去除率60.02%±22.97%,PON去除量占TN去除量的90%以上。夏季PON去除率降低可能是由于超过了表流人工湿地负荷,可进一步尝试通过延长水力停留时间等方法提高PON的去除率,进而提高夏季TN去除率。

在本研究中尽管整个生长季TDN去除率为负,但是9─11月人工湿地中DON质量浓度低于人工湖,推测是由于夏季水温和PON升高使微生物的量和活性均提高,一定程度上促进了氨化作用。然而,由于人工湿地夏季DO过低,使氨化与硝化作用不能充分完成,水体中NH4+-N总体质量浓度较低,即使DO满足反硝化反应要求也不能发生。因此,在本研究系统的表流湿地中水体环境并不利于TDN完成从DON到N2的转化。本研究获得结论,水禽栖息的污水进入表流人工湿地后TN去除主要以PON为主,且PON去除率与藻类动态相关。增强人工湿地PON去除能力将能有效提高污水TN去除率,尤其在藻类爆发期除N效果更为显著。