人工湿地中的SND机理以及DO_pH对其的影响

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　环境污染与防治　第27卷　第6期　2005年9

月

人工湿地中的SND机理以及DO、pH对其的影响

吴建强1　黄沈发1　丁　玲2　程南宁3

(1.上海市环境科学研究院,上海200233;2.河海大学环境科学与工程学院,江苏　南京210098;

3.上海勘测设计研究院,上海200434)

人工湿地中的水生植物向系统中输送大量的DO,　　摘要　反硝化(SND)反应。DO的高低直接影响到人工湿地系统SND的效果,,(系统前端栽种泌氧能力强、后端泌氧能力稍弱的水生植物)过高或过低都会抑制人工湿地系统的SND作用,最适宜值为7.0,据此可以选择适当pH　　关键词　人工湿地DOpMechanismondenitrification(SND)inconstructedwetlandswithemphasisonDOandpHeffect　WuJuangShenfa1,DingLing2,ChenNanning3.(1.ShanghaiAcademyofEnvironmentalScience,Shanghai200233;2.CollegeofEnvironmentScienceandEngineering,HohaiUniversity,NanjingJian2gsu210098;3.ShanghaiSurveyDesign&ResearchInstitute,Shanghai200434)

Abstract:　Thefunctionsofconstructedwetlandforthetreatmentofwastewatersweredeeplystudied.ItisfoundthatSimultaneousNitrificationandDenitrification(SND)inConstructedWetlandsisreallypresentinthewetland.TheeffectsofplantsusedinthewetlandwereexploredanditisobservedthattheplantsplayimportantroleintheSND.DOisakeyfactoraffectingSNDprocessandhigherDOinthewetlandsystemcanimproveSNDattheoptimumpH7.

Keywords:　Constructedwetlands　SND　DO　pH

　　传统城市污水生物脱氮工艺中通常发生三种不同的生化反应:有机物的好氧氧化、硝化反应和反硝化反应[1,2]。按传统的生物脱氮理论,硝化和反硝化不能同时进行,它们必须分别在好氧和缺氧状态下进行,如A/A/O工艺。然而最近几年国外有不少实验和报道证明存在同步硝化反硝化(SND)现象,尤其是有氧条件下的反硝化现象确实存在于许多不同的生物处理系统,如生物转盘[3]、SBR[4]、氧化沟[5]和CAST工艺[6]等。　　与传统的城市污水处理工艺相比,人工湿地以其投资省、运行管理费用低、应用范围广泛和处理效果好等许多独特的优势逐渐在国内外被接受并得到广泛的研究和运用。人工湿地的一大特点就是存在SND现象,传统污水生物脱氮工艺中对SND机理和影响因素的研究报道很多,而人工湿地这方面的研究报道则较少。本文分析了人工湿地中的SND机理及其影响因素,并在此基础上为人工湿地的设计和运行方式提出了一些可以改进的建议。1

氮的转化,如图1所示[7]

。

图1　氮在湿地中的变化规律

人工湿地中SND机理

　　氮在湿地系统中的循环变化是一个复杂的生物

化学变化过程,包括了七种价态的多种有机和无机 476

　　由图1看出,人工湿地中存在SND现象,是因为人工湿地中水生植物的存在给其提供了条件。　　首先,人工湿地中污染物所需要的氧主要来自大气自然复氧和植物输氧。有研究表明[8],水生植物的输氧速率远比依靠空气向液面扩散速率大,植物的输氧功能对人工湿地降解污染物好氧的补充量远大于由空气扩散所得氧量。植物输氧是植物将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区,在植物根区的还原态介质中形成氧化态的微环境。输送过程以及氧在湿地中的分布状态如图2所示(以芦苇床为例)[7,9]。输氧作用使根毛周围形成好氧区域,其中好氧生物膜对氧的利用使离根毛较远的区域呈现缺氧状态,更远的区域则完全厌氧。这种连续呈现好氧、厌氧、缺氧

第一作者:吴建强,男,1977年生,硕士研究生,研究方向为生物2生态修复技术。