人工濕地是一種高效、低耗的污水處理方法,能有效降低水體生物耗氧量、化學耗氧量、總懸浮物及污染細菌等,而對氮(N)的去除率較低且不穩(wěn)定。水體中的總氮(TN)可分為顆粒物有機氮(PON)和總可溶性氮(TDN)。目前對TDN的各組分,如可溶性有機氮(DON)、氨氮(NH4+-N)和硝氮(NO3–N)的去除機理及方法較為關注,而對總體上的PON和TDN的組成比例及去除率了解仍不充分。
從國投盛世公司了解到,本研究中供水禽棲息的人工湖污水進入表流人工濕地后TN質量濃度降低,主要是由水體中PON被去除引起的。試驗水體中飼養(yǎng)鳥類產(chǎn)生的食物殘渣和排泄物是PON的主要來源,另外植物凋落物、藻類、細菌和附著微生物等也是人工濕地中PON的重要來源。整個生長季人工濕地中污水PON質量濃度降低幅度是TN的1.3倍,PON去除量占TN去除量的90%以上。污水進入人工濕地后TDN質量濃度變化不穩(wěn)定,只有在5、10及11月去除率大于0,其余月份TDN質量濃度均有不同程度升高。
在本研究系統(tǒng)中,水禽棲息的污水各形態(tài)N組成在生長季月際間變化明顯,夏季藻類爆發(fā)使水體中PON質量濃度大幅升高。污水進入表流人工濕地TN去除主要依賴于PON去除,生長季PON去除率60.02%±22.97%,PON去除量占TN去除量的90%以上。夏季PON去除率降低可能是由于超過了表流人工濕地負荷,可進一步嘗試通過延長水力停留時間等方法提高PON的去除率,進而提高夏季TN去除率。
在本研究中盡管整個生長季TDN去除率為負,但是9─11月人工濕地中DON質量濃度低于人工湖,推測是由于夏季水溫和PON升高使微生物的量和活性均提高,一定程度上促進了氨化作用。然而,由于人工濕地夏季DO過低,使氨化與硝化作用不能充分完成,水體中NH4+-N總體質量濃度較低,即使DO滿足反硝化反應要求也不能發(fā)生。因此,在本研究系統(tǒng)的表流濕地中水體環(huán)境并不利于TDN完成從DON到N2的轉化。本研究獲得結論,水禽棲息的污水進入表流人工濕地后TN去除主要以PON為主,且PON去除率與藻類動態(tài)相關。增強人工濕地PON去除能力將能有效提高污水TN去除率,尤其在藻類爆發(fā)期除N效果更為顯著。