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地下土壤渗滤系统因其基建、运行费用低,对污水中有机物及磷去除效果较好,以及后期管理维护容易等优点而广泛用于分散式污水的处理;但是传统的地下土壤渗滤系统对污水中氮的去除效果差强人意。
为了探明深型地下土壤渗滤系统对生活污水中污染物的去除机理,本次实验采用直径为0.30m,高2.00m的有机玻璃柱模拟深层地下土壤渗滤系统。有机玻璃柱内装填的土壤取自北京顺义地区,分层装填入有机玻璃柱内。
在水力负荷为4cm/d,8cm/d及10cm/d盼运行条件下,深型地下土壤渗滤系统均取得了很好的处理效果,尤其是在氮和磷的去除方面。NH4+-N(氨氮),TN(总氮),及COD的去除率分别达到了99.21%,87.62%,及97.47%;99.77%,83.68%,及95.86%;98.98%,77.04%,及93.58%;随着水力负荷的增加,出水水质逐渐变差,而TP(总磷)的去赊率在任何水力负荷条件下都几乎达到了100%。
根据污水中氮沿土壤深度的变化规律发现,污水中的氮主要是在传统的硝化—反硝化反应作用下去除的。在10cm/d的运行条件下,65.43%的氮通过硝化反硝化反应去除;在8cm/d的运行条件下,68.52%的氮通过硝化反硝化反应去除;在水力负荷为4cm/d的条件下,通过硝化反硝化反应去除的氮增加至80.55%。从而得知在不同水力负荷条件下,反硝化反应作用强度不同,脱氮效率随水力负荷的降低而增加;且随着水力负荷由10cm/d降低至4cm/d,完成硝化反应所需的土壤深度也由1.30m减少为1.05m。
在水力负荷为8cm/d及4cm/d时,综合运用传统COD法及三维荧光图谱法对比研究是否发生反硝化反应对有机物去除枧理的影响发现:沿地下土壤渗滤系统深度的增加,类蛋白峰强度逐渐降低,类富里酸峰及类腐殖酸峰强度不断增强,出水中有机物的稳定性逐渐增强。这也就是说地下土壤渗滤系统不仅可以显著降低有机物浓度,而且可以提高出水有机物的稳定性。在反硝化过程中有机物的稳定性有所降低,继而逐渐升高,这可能是因为难降解有枧物为其提供反应所需的碳源,而且难降解有机物并不是直接被利用,而是先转化为易降解的色氨酸类物质,然后才被微生物利用。