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1.4 水力停留时间对Pseudomonas flava WD-3在人工湿地中的废水处理效果的影响
通过2.3节中的实验,选择最佳的投菌量作为试验投菌量,设置不同的水力停留时间(1~10 d),以未接菌的人工湿地为对照组.连续3个月内追踪测定COD、NH3-N和TP的变化情况.
1.5 Monod 动力学模型
采用简化的Monod 动力学模型对Pseudomonas flava WD-3在复合垂直流人工湿地中对污染物的去除研究进行模拟,模型假设目标污染物的降解服从 Monod 动力学,复合垂直流湿地系统为连续搅拌反应器(CSTR),该湿地系统的 Monod 动力学方程表达为:
式中,K为最大面积去除率常数(g ˙ m-2 ˙ d-1),q 为水力负荷率(m ˙ d-1),Cin为入流污染物浓度(mg ˙ L-1),Cout为出水浓度(mg ˙ L-1),Chalf为限制因素半饱和常数(mg ˙ L-1)
1.6 水质指标的测定
氨氮的测定采用纳氏试剂分光光度法,亚硝酸盐氮的测定采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法,硝酸盐氮的测定采用酚二磺酸分光光度法,总磷的测定采用钼酸铵分光光度法,CODCr的测定采用重铬酸钾氧化法,各指标测定的具体操作步骤详见《水和废水监测分析方法,第4版》.采用SPSS19和Origin8.6对测定结果进行统计分析及绘图.
2 结果与分析
2.1 不同接种量情况下的污水处理效果
连续3个月内,水温为4~8 ℃时,不同接种量对复合垂直流湿地中污水的COD、NH3-N和TP去除效果如图 2所示.
图 2 不同投菌量时进出水中NH3-N,COD和TP 浓度变化情况
结果表明,Pseudomonas flava WD-3在冬季人工湿地中表现出很好的污水处理效果,随着投菌量(1.5%~10.0%)的增加,湿地系统污水中的COD、NH3-N和TP的去除效率也随之增大.当投菌量由1.5%增至6.0%时,湿地系统各项污水指标的去除效果增幅明显,但是从6.0%至10.0%时,虽然各项污水指标去除效果最好,但处理效果增幅并不明显,而且菌投入过大,从运行成本方面考虑宜选用6.0%为最佳菌液投加量.当实验菌液投加量为6.0%,Pseudomonas flava WD-3对污水COD、NH3-N和TP的去除率分别介于:85.82%~87.00%、73.91%~84.18%和82.04%~85.38%,且平均去除效率分别为未投加该菌的1.49、1.46、1.76倍.该湿地系统不论是对有机物还是对氮磷方面的污染物的去除效率都有较大幅度提高,说明复合流垂直流湿地系统综合了垂直流与表面流的双重优点(梁康等,2014);另外对投菌量与各项污水指标的净化效果进行统计分析表明,Pseudomonas flava WD-3的投加量与污水COD、NH3-N和TP的去除率均达到显著正相关,相关系数分别为0.9613* *,0.9581* *,0.9751* *,* *p<0.01.
2.2 不同水力停留时间下的污水处理效果
连续3个月内,水温为4~8 ℃时,不同水力停留时间对复合垂直流湿地中污水的COD、NH3-N和TP去除效果如图 3所示.
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