论文部分内容阅读
近年来，引水作为一种重要的工程手段在越多的富营养化湖泊治理过程中得到应用，如杭州西湖、南京玄武湖、武汉东湖等。但是引水水源往往也受到流域面源污染，普遍存在硝酸盐氮含量偏高的问题，这是我国湖泊治理引水方案中存在的一个共性问题，亟待开展针对性的科学研究。 本研究围绕硝酸盐微污染引水采用生物滤池工艺和外加甲醇作为有机碳源的方法进行一系列反硝化效能试验。发现在C/N（CODcr/NO3--N)=5:1，水温为18~26℃的条件下，采用接种挂膜方式，生物滤池1和2历时约20天（折合成连续运行），NO3--N的去除率就取得接近100％的效果。对于生物滤池反硝化运行C/N是一个重要的参数，研究结果表明，在水温为25℃，C/N降至3:1的条件下，在生物滤池1和2中，NO3--N去除率为60%，出水NO2--N积累量达到2mg/L, NOX-N的去除率低于20%，说明系统内的有机碳源量已严重不足。对于低温条件下运行，提高C/N可改善系统反硝化效能，在水温12℃, C/N升至10的条件下，生物滤池1和2中，NO3--N去除率为90%，出水NO2--N积累量低于0.5mg/L，NOX-N的去除率能达到80%。在升温过程中，水力负荷率（HLR）对生物滤池反硝化效能影响较小，在水温18℃，C/N=10:1，HLR=3.74m3/m2.h（HRT=11.2min）的条件下，NO3--N去除率为80%以上，出水NO2--N积累量低于0.2mg/L，NOX-N的去除率能也能达到80%。在水温为28~32℃，C/N=6:1，随着进水硝酸盐氮负荷（NLR）增加，生物滤池1和2内的NO3--N和NOX-N去除率均变化很小，通过验算发现系统内反硝化整体上遵循一级反应动力学。本试验采用气水联合三段反冲洗的方式，实施反冲洗后，系统的反硝化效能大约经过6天时间恢复到反冲洗前的水平。 此外，在碳源充足条件下对生物滤池1和2进行了基于Monod方程的反硝化动力学模拟，发现模拟值与实测值吻合性较好。对生物滤池不同高度层反硝化微生物使用DGGE-PCR技术进行表征，结果表明系统有nirS反硝化基因存在，但nirK基因未检出。