【消息】洛阳市一体化污水处理设备

发布时间：2020-11-17 10:59:00 阅读：次来源：发夹厂家

洛阳市一体化污水处理设备

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泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)属于小型底层鱼类，属鳅科，体表黏液丰富，可生活在丰富的含腐殖质环境中，对环境适应能力较强，可通过摄食有机颗粒和原生动物，分解水体中有机物，促进水体复氧。有研究表明，泥鳅的扰动可以促进氨的挥发，同时，泥鳅的扰动也能促进空气与水体的气体交换。然而有关泥鳅对湿地植物根系生长的影响报道相对较少。生物炭已被用于人工湿地中净化污水，但有关不同粒径生物炭对人工湿地氮形态及植物根系生长的影响鲜见报道;因此，本研究通过向人工湿地中投加泥鳅和不同粒径大小的生物炭，揭示在泥鳅扰动下人工湿地中基质氮含量及植物根系生长的变化规律，从而为生物炭和泥鳅在人工湿地中的应用提供理论指导。　　1 材料与方法实验材料　　本实验供试基质选择市售细砂;供试生物炭为竹炭，并将其研磨过1 mm和2 mm筛备用;供试植物选择常见的水生植物菖蒲(Acorus calamus L.);供试动物取平均体长5.5 cm，平均质量1 g的泥鳅。实验用水为模拟生活污水，由硫酸二氢钾、葡萄糖、氯化铵和硝酸钾等配置而成，其水质指标如表1所示。　　人工湿地系统构建

本实验人工湿地装置如图1所示，即采用直径为30 cm，高为110 cm的PVC管模拟而成，并在离柱底自下而上5、65和80 cm处分别设置3个出水口(图1)。人工湿地底层先投放10 cm的碎石层，然后将细砂或细砂与生物炭混合后的基质放置碎石层上，放置高度60 cm。根据基质不同，设置3种处理，分别为：1)人工湿地基质为细砂(人工湿地I);2)人工湿地基质为细砂+生物质炭(粒径<1 mm)的混合物，即生物炭与细砂按体积比(2:8)混合(人工湿地II);3)人工湿地基质为细砂+生物质炭(粒径1～2 m)的混合物，即生物炭与细砂按体积比(2:8)混合(人工湿地III)。基质加入人工湿地后，种植2株长势均匀的菖蒲，每种人工湿地设2组，一组人工湿地未加泥鳅，另一组人工湿地加入泥鳅，泥鳅的加入量为每个人工湿地加入20条泥鳅，每个处理设2次重复。　　人工湿地于2016年3月初在南京信息工程大学生态园网室建立并运行，每次加入污水量为15 L，停留时间3 d，12月运行结束。运行结束后，排空人工湿地中的水，然后分别取出人工湿地中的泥鳅，并测定其数量和重量。另外将人工湿地中植物取出，分析其根系形态(总根长和总根体积)，同时取人工湿地的表层(0～0 cm)和中层(10～20 cm)基质，测定其氨态氮含量、硝态氮含量、硝化强度和反硝化强度。壁面剪切力　　管道内不同的水力条件直接影响着生物膜的形态、厚度和组成，其中，污水流速对生物膜的影响可以用壁面剪切力来表征。随着剪切力增加，管道生物膜总微生物丰度增高、而多样性下降，氧吸收速率(OUR)和污染物削减效率均降低;生物膜在初始适应阶段由于分泌大量EPS而逐渐变厚，但到了后期成熟阶段，上层松散的生物膜逐渐脱落，最终整体厚度变薄。当剪切力从1.12 Pa提高到1.45 Pa时，SRB占生物膜总菌群的数量比例从0.036%减少至0.027%，而MA的比例从22.87%增长至69.75%，这可能是由于生物膜表面的SRB更容易受到水力剪切和冲刷作用，而MA附着性较高。此外，紊动的水流有利于DO从水相向生物膜扩散，进而间接影响了MA与SRB的分布。　　1)城市排水管道内丰富的营养物质和相对密闭的空间，为微生物在粗糙管壁表面生长繁殖创造了良好的环境条件。其中，SRB和MA是管道微生物中最重要的2大菌群，与管道腐蚀、管道温室气体排放、管道安全事故息息相关。目前国际上多采用投加铁盐、硝酸盐、亚硝酸盐等尝试，抑制SRB和MA的生长，对管道腐蚀、臭气溢出起到调控作用。　　2)SRB和MA种类繁多，均可利用乙酸、氢气作为基质，因此存在着一定的竞争关系。总体上，SRB的耐受性较强，更能够抵御极端pH、硫化物积累、注氧、投加抑制剂等多种影响因素，且SRB可利用的基质范围较广、底物亲和性较高，纯培养条件下能够在竞争中淘汰MA;在生物膜成熟及更新前期，比增长速率较高的SRB也能快速占据优势。　　3)在管道生物膜的特殊微环境中，SRB和MA可以共存，两者分内外2层分布，各自进行产气反应;由于MA处于生物膜及底泥的深层，在短期或间歇投加抑制剂的情况下，MA仍能够保存活性，故往往需要长期、连续投加抑制剂才能控制CH4的产生。因此，在选用抑制剂控制管道废气时，既要针对SRB的耐受性考虑增加单次投加量，也要针对MA的生物膜保护机制延长投加时间。　　4)国内外对于管道废气控制技术及原理的研究虽已比较全面，但针对SRB、MA中不同菌种的特性及相互关系的研究仍不够深入，部分抑制剂的作用原理尚不清楚，且抑制剂投加策略的研究多限于小试实验中，未能根据实际管道中变化的污水特性进行调整。　　5)随着分子生物学手段的不断进步，需要定量化分析SRB、MA的数量及比例，研究两者的垂直分布和沿程变化，进一步探究不同环境条件下的优势种群组成及其对应的活性、代谢途径，从而寻找最有效的抑制措施。同时引入在线监测设备，根据管道内微环境的周期变化，结合多种抑制技术、采用动态调控策略，并应用到实际管道维护工作中去。　生物炭是在无氧或部分缺氧的条件下，由秸秆或者农作物废弃物等经高温裂解后形成的一种富含碳的生物质。生物质炭具有较强的吸附性能和抗生物分解能力，并且具有多孔、孔隙结构发达、比表面积大等特性，已被用作土壤改良剂和污水净化的吸附剂。裂解条件和原料来源影响了生物炭的特性。营养丰富的粪便比木质素-纤维素为原料产生的生物炭具有更高的养分含量。高温热解比低温热解产生的生物炭具有更大的表面积和更高的pH，但有相对低的植物有效养分。生物炭的特性差异影响了植物的生长。当木料生物炭施用于养分贫瘠的土壤时，降低了植物有效氮的含量，然而粪便生物炭则不会产生植物有效养分不足。含有高浓度盐基离子的生物炭施入缓冲性能不良的酸性土壤时，会阻碍作物的生长，然而当它施入缓冲良好的土壤时，对作物生长没有不良影响。可见不同生物炭施入不同类型土壤后，其对植物生长产生不同的影响。