人工快速渗滤系统脱氮机理试验研究

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人工快速渗滤系统去除总氮技术进展

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌｔｏｗｎｓｅｗａｇｅ；ｃｏｎｓｔｕｃｒｔｅｄｒａｐｉｄｉｎｉｆｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏＶａｌ；ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃａｒｂｏｎ月
工业水处理
ＩｎｄｕｓｔｉａｒｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ＿３３Ｎｏ．３
Ｍａｒ．．２０１３
人工快速渗滤系统去除总氮技术进展
刘光英，张焕祯，张鑫，李伟
ｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｒａｐｉｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ
ＬｉｕＧｕａｎｇｙｉｎｇ，ＺｈａｎｇＨｕａｎｚｈｅｎ，ＺｈａｎｇＸｉｎ，ＬｉＷｅｉ
ｒｅＳｎ１１ＴＳ
我国大多数小城镇缺乏必要的污水收集和处理
１ＣＲＩ系统除氮现状及问题
［中图分类号］Ｘ７０３．１［文献标识码］Ａ［文章编号］１００５ — ８２９Ｘ（２０１３）０３ — ０００１ — ０４
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
（中国地质大学（北京），北京１０００８３）

人工快速渗滤系统渗滤介质性质及其对氨氮去除能力的影响

深度处的滤料样品进行充分混合，自然风干后
待测。
１４试验方法．
试验方法有：１生物量，（）稀释平板法［，；２有７］（）８
机质，油浴外加热一重铬酸钾容量法［８；）７（阳离子，３交换容量，乙酸铵法【８；４Ｎ３，７（）一Ｎ靛酚蓝比色，Ｈ
建
采样点位置
图５吸附时间５ｍｉ出水Ｎｎ时Ｈ一Ｎ随滤层深旱度变化曲线
００，．５对人工快速渗滤系统中生物量、机质、Ｅ有ＣＣ
霎士Ｈ
和对Ｎ３Ｈ一Ｎ的吸附效果之间做相关分析，出其得
cri系统尽管净化效果优良设备简单操作管理方便基建投资和运行管理费用低以及处理能耗低等诸多优点但一直被视为净化废水的一个黑箱系统其机理迄今尚未完全清楚这对其系统工艺的改进和系统在实践中的进一步应用都是一大限制
维普资讯
第２第３３卷期２００７年６月
要：文章通过对不同渗滤层中生物量、有机质、Ｅ（阳离子交换容量）ｃｃ总和对氨氮去除效果间
关系的分析来讨论人工快速渗滤系统去除氨氮的机理。关键词：工快速渗滤；人生物量；有机质；ＥＣＣ中图分类号：７３Ｘ０文献标识码：Ａ文章编号：０３５０２０）３０７—０１０ —５４（０７０ —０４３
操作管理方便、建投资和运行管理费用低以及处基
在各采样点处，用塑料小铲沿快渗池表层往下
至６ｍ处在铅垂剖面上每５ｃ０ｃｍ取一份滤料样品

人工快速渗滤系统氨氮去除机理

ＡｂｔａｔＴｈｍｏａｍｅｈｎｓｏｍｍｏｉｃｎｔｇｎｉｏｓｒｃｅａｉｆｌａｉｎｓｓｅｗａｔｄｅｔｉｉｇｔｅｓｒｃ：ｅｒｅｖｌｃａｉｍｆａｎａｉｏｅｃｎｔｕｔｄｒｐｄｉｉｔｔｙｔｍｓｓｕｉｄｕｉｚｎｈｒｎｎｒｏｌ
Ｚｌｐｎ “，Ｈｈ－ｅ（．ｏｌｅｆｎｉｎｎｃｎｅＰｋｎｉｅｓｙＢｉｎ０８１Ｃｉａ．ｈｎｈｎ｝—ｉＺＡ０Ｚｉｉ１ｌｇＥｖｒｍｅｔｉｃ，ｅｉｇＵｎｖｒｉ，ｅｉｇ１０７，ｈｎ；２ｅｚｅｉｇｊＣｅｏｏＳｅｔｊＳ
ＧａｕｔＳｈｏ，ｅｉｇＵｉｅｓｙＳｅｚｅ１０５Ｃｉａ．ｈｎｎｉｎｎａｃｎｅ２０，６４：５０５４ｒｄａｃｏｌＰｋｎｎｖｒｉ，ｈｎｈｎ５，ｈｎ）ＣｉＥｖｒｍｅｔｌｉｃ，０６（）０～０ｅｔ５８ａｏＳｅ２
ｎｔｆｅｕｎｅｄｙｎｅｏ，ｄｔｅｎｔｃｎｔｇｎｗａｓｉｇａｙｄｒｎｅｎｘｏｄｎｅｏｔｅｓｓｅＳｉｉｄｄｒｇｔｒｉｇｐｒｄａｉｉｏｅｓｗａｈｎｗａｕｇｔｅｔｏｉｇｐｒｄ；ｙｔｍ’ ｒｉｉｈｉｎｈｉｒｒｉｈｌｆｉｈｄｎｔｆｍｉｎｃｐｃｔｓｗｅｋａｄｔｅｒｍｏａａｅｏｔｉｏｅｓａＳｗｅｉｉｃｏａａｉｗａａ，ｒｉｙｎｅｖｌｔｆｏａｎｔｇｎｗａＯｌｈｒｔｌｒｌｏ

人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究

人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究摘要：农村地区生活污水处理的需求日益增加，传统的废水处理方法难以满足需求。

因此，本研究着重探讨了人工快速渗滤系统在农村生活污水处理中的机理与应用。

通过实地调查和实验示范，并结合水文地质特征和污水水质规律，探究人工快速渗滤系统的运行原理，研究其对农村生活污水处理的适应性以及效果。

结果表明，人工快速渗滤系统能够高效地去除污水中的悬浮物、有机物和营养物质，达到出水稳定和符合排放标准的要求。

因此，人工快速渗滤系统在农村地区的生活污水处理中具有重要的应用价值。

一、引言随着农村地区人口的增加以及农业与农村经济的发展，农村地区的生活污水排放量不断增加。

传统的生活污水处理方式如化粪池、乡村集中式污水处理设施等已经难以满足水质处理的需求。

因此，寻找一种高效、经济且易于操作的生活污水处理方法就成为了迫切的需求。

二、人工快速渗滤系统的原理1. 人工快速渗滤系统的组成结构人工快速渗滤系统由预处理单元、滤料层、过滤层和基底层等组成。

其中，滤料层和过滤层是系统中关键的部分，它们通过相互配合，实现了对污水中悬浮物、有机物和营养物质的有效去除。

2. 滤料层的作用滤料层的主要作用是对污水进行筛除、过滤和吸附等物理处理。

污水通过滤料层时，悬浮物会被滤料颗粒截留，大部分有机物质会通过吸附作用被去除，营养物质会在微生物的作用下转化为无害物质。

3. 过滤层的作用过滤层是人工快速渗滤系统中的重要组成部分，其主要作用是对污水进行生物降解和异常氧化处理。

在过滤层中，微生物附着在滤料表面并与有机物质进行氧化反应，将有机物质转化为无害物质。

同时，那些不能被微生物降解的有机物质会被氧化处理，以达到进一步去除的效果。

三、人工快速渗滤系统在农村生活污水处理中的应用1. 实地调查与实验示范本研究通过农村地区实地调查和实验示范，收集并分析了污水来源、水质特征、处理效果和系统运行状况等信息。

CRI

人工快速渗滤污水处理系统（ＣＲＪ）是一种新型的土地处理技术，是在污水快速渗滤（Ｉｕ）的基础上发展起来的。该系统采用干、湿交替的运行方式，既保证有较高的水力负荷，又能满足出水的处理目标。ＣＲＩ系统采用人工回填介质，快速渗滤池中的填料是ＣＲＩ系统的核心，因此，选择合适的渗滤介质是ＣＲＩ系统成功的关键。目前一般选用一定颗粒级配的石英砂，并掺入少量的细大理石等颗粒填料用以辅助去除磷。ｉ１１［２１［３目前对Ｉｕ中氨氮的去除机理已有研究㈣，但对ＣＲＩ的研究还较少。本研究以陶砂．火山石．石灰石．钢渣作为ＣＲＩ系统的渗滤基质，在野外条件下对昆明市福保湾大清河河水为原水，研究ＣＲＩ系统中氨氮、硝氮的分布和迁移转化规律，对氮的去除机理进行探讨。１试验条件及方法１．１实验装置ＣＲＩ系统试验装置如图１所示，装置采用市售直径２００ｍｍ的ＰＶＣ管，高１．９ｍ，填料Ｉ厚度５００ｍｍ，填料ＩＩ厚度６００ｍｍ，垫层２００ｍｍ，两个系统填料种类装填情况如表１和表２所示。表１不同ＣＲＩ系统的填料
・３２・２０１５年２月
科技创新
自然科学
ＣＲＩ系统中氮转化试验研究
侯成林王可杨蓉赵询霞
（１．北方工程设计研究院有限公司；２．河北省众联能源环保科技有限公司）

人工湿地除氮机理及效果

人工湿地除氮机理及效果从人工湿地系统去除NH/-N的机理出发展开研究，基质的吸附、过滤作用在污水的净化过程中起着关键作用，选择合适的基质是提高去除率的重要手段，沸石单元对NH4+-N的去除率明显高于其它处理单元。

1、NH4+-N在人工湿地系统中的去除有三方面的机理第一，硝化反硝化反应。

NH4+-N在有氧条件下被好氧的亚硝酸菌、硝酸菌氧化成N02_-N和N03_-N，称为硝化反应。

然后在厌氧的环境下经反硝化菌作用产生N2，N2会以气体的形式逸出湿地系统，完成对NH/-N的去除。

硝化反硝化反应被认为是人工湿地处理系统中NH4+-N的主要去除方式，但硝化反硝化反应对环境条件要求严格，必须有好氧与厌氧环境的交替出现，且污水中的C:N要合适，这在一定程度上限制了硝化反硝化作用的发挥。

第二，植物的吸收作用。

植物作为湿地系统的重要组成部分对NH4+-N的去除也起很大作用。

植物可以从污水中吸收NH4+-N，作为生长的氮源以合成蛋白质，并且可以过量吸收NH4+-N聚集在体内。

据报导，人工湿地系统植物体内的NH4+-N浓度可以远高于流经该湿地系统的污水中的NH4+-N浓度。

被吸收到植物体内的NH4+-N可以通过收割植物而从湿地系统中除去。

第三，基质的吸附、过滤作用。

基质对流经湿地系统的各种物质均有不同程度的吸附、过滤作用，对于NH4+-N则以吸附为主。

还原态的NH4+-N十分稳定，很容易被基质的活性位点所吸附。

基质对NH4+-N的吸附作用可分物理和化学两个方面：单纯的因为孔隙或电荷等因素而产生的为物理吸附；化学吸附则是指污水中的化学物质以离子或分子的形式与基质中的化学成分发生离子交换，最终从污水中除去。

2、NH4+-N去除效果研究基质是人工湿地的重要组成成分之一，在人工湿地对污水的净化过程中起着关键作用，通过基质的筛选可以提高人工湿地污水处理系统的净化能力。

本研究利用3种基质(沸石、页岩陶粒、碎石）和水生植物（芦苇）构建4个人工湿地污水处理单元（沸石+芦苇、碎石+芦苇、页岩陶粒+芦苇、碎石）。

人工湿地污水处理系统氮磷去除机理探讨

要方面，不同的植物槿额封人Ｔ瀑地系毓的污水净化效果存在着较大差异。微生物是消除污染物的作用者，它能够在去除氮磷等管蓄物的同畴把有檄冒作届壁富的能源耨化呙管善物雷和能量。
目前，我园虑用鞍多的人ｌ瀑地污水虞理技衍Ｔ
人工瀑地污水虑理系统氮磷去除樵理探封
雒擎俾
（北京市顺羲匿漠石播羼地自然保谨匿管理辩公室，北京１１００３０）
摘
要：人工瀑地是一项後合生慈系统工程，其去除梭理错综後雅。本文综述了人工瀑地的系统耩成
楗鱼荷，氮磷的去除方而都要明颞高于罩一瀑地。２．氮磷的去除横理
２１氮的去除．
接摄取污水中的管善物酋，而日其根系的充氧功能 ‘ 餍微生物分解耱化有横物提供了逋宜的瑕境保件。其次瀑地植物的簖送也是人Ｔ瀑地研究的一侗重
在局瀑地系统输氧的同晴，逯可以通遇硝化、反硝
是赓水中除磷的３平行的途径，但三者封除磷的僚贡献各不相同。封垂直流人Ｔ瀑地的研究表明：植物直接吸收的磷量最小；基赁吸附封除磷起得作用
及其去除污水中氮磷的栈理，并主要徙属地中植物、基赏及微生物三佃方面系统地阐述氮磷的去除原理及
其封去除效果的影窖，根檬收集到的目前困内外的研究成果，提出了客服封曹前人工瀑地系统存在的问题的畿黠建最。

人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究

好氧细菌在数量上比放线菌、真菌、厌氧细菌多出2个数量级。在空间分布上,各类微生物都呈现出从表层到底层,数量逐渐减少的规律,但有不同的表现形式。
分析系统表层微生物数量与水质净化效果的关系发现:好氧菌数量与COD、BOD去除率之间的相关性极显著,有机物的净化主要依靠好氧菌的分解作用。硝化菌、亚硝化菌的数量对NH4-N的去除贡献极显著,与TN去除率之间存在一定的相关性,但由于系统反硝化反应不充分,使相关性不是很显著。
反硝化菌的数量与TN去除率相关性显著。快渗池运行中,淹水期要小于落干期,因此属于厌氧菌的反硝化菌不利于在快渗池运行中发挥作用,使得系统出水硝态氮含量偏高,总氮的处理效果不理想。
在渗池底部增设了饱水层,处于长期淹水状态的厌氧条件为反硝化菌提供了发育的环境,在饱水层内,反硝化菌将硝态氮还原为气态氮,硝氮和总氮的浓度都相应降低,系统对总氮的去除效果有所提高。工程实验表明,在滤料内均匀混入一定比例的铁屑以及木炭,利用木炭的强吸附作用以及铁屑的微电解作用,可以有效的提高系统对总磷的处理效果。
人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究
污水人工快速渗滤系统(简称CRI系统)是在对各种类型土地处理系统研究总结的基础上,针对传统污水土地处理系统普遍存在的水力负荷低、单位面积处理能力小等问题提出的,它在很大程度上借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统,并取长补短,逐步发展成为具有自身特色的新型污水处理技术。在我国,CRI系统的研究基本处于起步阶段,基础理论研究以及工程效果分析等方面急待加强。
本研究通过中试实验再到实际工程,系统的分析了已建立CRI系统的运行效果、系统内微生物分布规律、前处理系统等,优化设计了快渗池结构以及填料组成。深圳市已建成人工快渗系统运行正常稳定,出水水质良好,具有较强的抗负荷冲击能力。

人工快渗系统去除废水中氮磷的研究

表１钢渣的主要成分
１１３仪器．．
数显水浴恒温振荡器（ＨＺ８Ａ）；Ｓ２
氧的传质，使微生物降解过程紊乱，导致废水难以
生化降解。如果这类物质未经处理直接进入江河湖
１材料和方法
１１实验材料与试剂．１１１实验材料．．本实验中所用钢渣、沸石（见表１），２、红土为猪场附近采取的材料。
次污染、易操作受到越来越多的关注。猪场废水主要包括猪粪尿和冲洗废水，属于高
近年来，渣的环保利用价值正日益受到重视，钢用钢渣处理废水的研究报道，越来越多。由于沸６Ｊ石的特殊结构，使其对废水中氨氮具有良好的吸附能力，用沸石吸附氨氮是一种很好的解决办法［】４。，７本文采用沸石、钢渣和红土混合材料作为渗滤介质，以经厌氧生物处理后的养猪废水为研究对象，模拟地下环境，在室内进行土柱试验，研究渗滤介
本实验中所使用的沸石取自河南信阳斜发沸
海水体，则危害水体生态系统，严重污染周围环境。在废水排放系统中，中长碳链脂肪酸及油脂的积累还会导致排水管道的水力容量损失（或排水管道堵塞）同时，大量粪便污水散发出高浓度的臭。气，在有限的空间里一时难以消散，且粪污随雨水冲刷或直接渗透进入水体，通过水体携带造成的污染及散发出的臭气比猪粪便自然堆积污染面更大更广。猪场散发的恶臭有机物主要有：吲哚、粪臭素、

垂直流人工湿地对污水中氮磷及有机物的去除和机理的开题报告

垂直流人工湿地对污水中氮磷及有机物的去除和机理的开题报告一、研究背景及意义水是生命之源，是人类生产和生活中不可或缺的重要资源。

但是，随着城市化进程的加快和经济发展的不断提高，人类对水资源的需求量也在不断增加。

同时，城市化和工业化也加速了水体的污染，使水资源的质量受到了严重影响。

其中，废水中的氮、磷和有机物是主要的水污染物之一，对水体环境和生态系统的破坏尤为严重。

针对废水中的氮、磷和有机物的污染，目前常用的处理方法包括生物膜法、生物接触氧化法、厌氧反应器法等方法，但是这些方法存在着处理效率不高、耗能高、操作复杂、运行成本高等问题。

与其它处理技术相比，垂直流人工湿地具有处理效果好、占地面积小、投资成本低、运行稳定等优点，被广泛应用于废水的处理领域。

因此，对垂直流人工湿地处理污水中氮、磷和有机物的机理进行深入研究和探讨，对于提高废水处理效率和减少运行成本，具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和目的本研究旨在探究垂直流人工湿地对污水中氮、磷和有机物的去除机理，以及其对污水质量提升的作用。

具体内容包括：1. 对垂直流人工湿地的基本原理和工作原理进行介绍，阐明其工作机制和处理原理。

2. 对垂直流人工湿地的处理效果进行研究，分析其对污水中氮、磷和有机物的去除效率和处理时间的关系。

3. 对垂直流人工湿地的微生物群落进行分析，探讨厌氧和好氧微生物的生长和代谢规律。

4. 探究垂直流人工湿地在不同环境因素下的去除效果和机理，深入探讨其对氮磷和有机物去除的影响因素和机理。

5. 对于垂直流人工湿地与其他污水处理设施相比较，进行性能比较和经济成本分析，探讨不同工艺优缺点以及适用范围。

通过以上研究，旨在深入探讨垂直流人工湿地处理污水中氮、磷和有机物的机理，为增强废水处理效率提供科学依据，同时期望推进污水处理技术的改进和进步。

人工湿地氮的去除机理

人工湿地氮的去除机理引言随着全球湖泊富营养化程度的加剧, 入湖污染源的氮的去除成为日益紧迫的问题, 而湿地在湖泊富营养化的防治中有重要作用, 天然湿地再辅以合理的人工举措后可大大提高污染物去除效率和提高生态效应, 人工湿地的氮去除是一项重要功能, 对人工湿地中氮去除机理的总结可为湿地的设计、运行和研究提供良好的理论依据。

1 人工湿地的氮去除机理湿地系统通过多种机理去除进水中的氮, 这些机理主要包括生物、物理和化学反应几方面的协同作用。

详见表1在防渗湿地系统中, 忽略湿地和周围水体的氮交换量, 湿地中的氮去除机理包括挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附。

许多研究表明, 湿地中的主要去氮机理是微生物硝化反硝化。

在Santee的报道中, 硝化反硝化去氮量占氮去除总量的60 %～86 %。

湿地中氮的形态转化情况见图 1 。

未防渗湿地需要考虑湿地系统和周围水体的交换量, 即图1 中的⑩。

1.1 氨挥发氨挥发是物化过程, 水中的氨氮离解平衡方程为：淹没土壤和沉积物中的NH3挥发和pH 值密切相关:(1)pH =9.3 ,NH3 和NH+4的比例为1∶1 , 氨挥发显著;(2)pH=7.5 ～8.0 , 氨挥发不显著;(3)pH <7.5 , 氨挥发可忽略。

湿地中藻类、浮水植物和沉水植物的光合作用常导致pH 值升高。

水平潜流湿地系统中可以忽略氨挥发作用, 因为此系统中的pH 值一般不超过8.0。

氨挥发由水中的pH 值、NH+4浓度、温度、风速、太阳辐射、水生植物种类、状态和数量以及系统的pH 值日变化等多种因素来综合决定。

例如在有自由漂浮大型植物的系统中, 氨挥发是重要的氮去除途径。

1.2 氨化氨化(矿化)将有机氮转化为无机氮(尤其是NH4+ -N)。

有氧时利于氨化, 而厌氧时氨化速度降低。

湿地中氨化速度与温度、pH 值、系统的供氧能力、C N 比、系统中的营养物以及土壤的质地与结构有关。

温度升10 ℃, 氨化速度提高1 倍。

科技成果——人工快速渗滤技术

科技成果——人工快速渗滤技术技术开发单位深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司成果简介（一）基本原理人工快速渗滤技术（Constructed Rapid Infiltration Technique，简称CRI技术），是由深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司、中国地质大学（北京）与北京大学深圳研究生院联合开发的，具有自主知识产权的新型污水处理技术。

与传统的快速渗滤污水土地处理工艺不同，CRI技术对土地快渗技术做了全面的强化和提高，采用渗透性良好的CRI介质，以湿干交替的运行方式，使污水在自上而下流经填料过程中发生综合的物理、化学、生物反应，使污染物得以去除。

CRI技术核心是依靠人工快渗池的过滤截留、吸附和生物降解作用实现污染物的去除。

其中，填料表面比表面积巨大的生物膜和两级自然复氧带入的充足溶解氧是人工快渗池优秀去污能力的重要保证；运行阶段后期利用微生物的内源呼吸作用可有效防止生物膜过量增长和脱落造成堵塞。

（二）工艺流程CRI系统一般由预处理单元、主处理单元和后处理单元三部分组成。

预处理单元：若CRI系统进水中含有大量的无机、有机颗粒，将污水直接投配到快渗池上会造成快渗池堵塞、落干时间增加、水力负荷降低等问题。

为了最大限度的发挥CRI系统的优势，对颗粒物进行处理，降低污染物负荷，通常在污水进入人工快渗处理单元之前设置预处理单元。

CRI系统一般采用混凝沉淀工艺、高密度沉淀、复合水解工艺、短程A/O或者A2O工艺作为预处理单元。

主处理单元：人工快渗池是CRI系统的主处理单元，采用渗透性能良好的CRI介质作为填料，以湿干交替的运行方式，使污水在自上而下流经填料过程中发生综合的物理、化学、生物反应，使污染物得以去除。

填料表面比表面积巨大的生物膜和两级自然复氧带入的充足溶解氧是人工快渗池优秀去污能力的重要保证。

后处理单元：为了进一步提高CRI系统出水水质，使CRI系统的出水能够适合排入富营养化风险较高的封闭水体，本公司自主研发了高效复合生物塘（ZL2012102622221）和高效反硝化滤池（ZL2013106055997），提高CRI系统对TN、TP的处理效果。

人工快速渗滤系统研究现状

人工快速渗滤系统研究现状作者：王浩胜李建霜来源：《科技探索》2014年第01期中图分类号：X2 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2014）01-0230-02摘要：水是人类赖以生存的宝贵资源，没有水就没有生命。

在污水快速渗滤基础上发展来的一种新型土地处理技术-人工快渗污水处理系统。

在我国，CRI系统还处于起步阶段，有待进一步研究。

污水快速渗滤系统（简称RI系统）具有操作管理方便、设备简单、运行管理费用低和基建投资、净化效果好以及处理能耗低等优点。

关键词：人工快速渗滤系统系统设计运行参数研究现状1、人工快速渗滤系统的研究现状污水快速渗滤（Rapid Infiltration System，简称RI系统）基础上发展来的一种新型土地处理技术—人工快渗污水处理系统（Constructed Rapid Infiltration System，简称CRI系统）。

在系统中，用一定颗粒级配天然介质来填充快渗池，作为渗滤介质。

并且一些特殊填料被按一量添加其中，运行采用干湿交替方式进行。

这样既可以保证较高水力负荷（1.0～2.0 m/d），而且能够满足出水的要求。

通过实践进一步证明，在受污染地表水和处理城市生活污水时CRI技术具有明显的效果。

并且，CRI技术具有以下优点：运行成本少、工程投资低、工艺过程简单，在我国中小城镇的污水处理中具有很重要应用价值。

2、CRI系统设计及运行参数研究2.1 渗透介质一般采用天然土层作为污水土地处理系统的渗透介质。

但是，往往由于场地条件限制、天然土层本身局限性等相关因素。

所以，目前大多采用回填的介质来代替天然的土层介质。

这种趋势的应用以及研究发展很快 [1]。

人工回填介质也在CRI 系统被普遍采用，CRI系统中的主体结构由快速渗滤池构成，CRI系统中的核心是池中滤料，CRI系统的关键是选择合适的渗滤介是。

在目前，CRI 系统中用河流冲积砂并按照一定粒度级配来作为渗滤介质。

人工渗滤系统强化去除水体中总氮的研究的开题报告

人工渗滤系统强化去除水体中总氮的研究的开题报告1.研究背景水是人类生命和生产的重要资源之一，但目前许多地区的水资源受到了严重的污染，其中总氮是水体污染的重要指标之一。

总氮主要来源于农业排污、工业排放、城市污水等，它们会导致水质急剧下降，影响生态环境与生态系统。

因此，强化水体中总氮的去除技术研究具有非常重要的意义。

人工渗滤系统是一种常见的处理废水的方法，通过生物、物理、化学等作用的综合作用来去除废水中有害物质。

在实际应用中，人工渗滤系统的处理效果很大程度上取决于填料种类、水质与水流速度等参数。

然而，目前在人工渗滤系统强化去除水体中总氮方面的研究还比较缺乏，因此，本研究旨在探究人工渗滤系统对水体中总氮的去除效果及其影响因素。

2.研究目的本研究的主要目的是:（1）探究不同填料对人工渗滤系统去除总氮的影响；（2）研究水流速度对人工渗滤系统去除总氮的影响；（3）构建适用于各地区的人工渗滤系统优化设计的模型。

3.研究内容（1）总氮污染评价方法的研究通过对总氮污染的评价方法研究，了解总氮在环境中的分布特征和其来源的情况。

通过实验数据和文献调研分析总结出适应于研究的总氮评价方法。

（2）水质处理实验设计对不同种类的人工渗滤系统填料进行筛选，选取最佳的填料组合，对水体中总氮的去除效果进行实验验证。

实验将对渗滤系统中水流速度、负荷、水源及处理时间等因素进行探究。

（3）人工渗滤系统模型建立在实验数据的基础上，运用多元回归方法建立人工渗滤系统模型，预测优化设计模型的适用性及其可行性。

4.研究意义本研究将为人工渗滤系统中总氮污染物的控制提供新的信息和理论支撑；为人工渗滤系统在实践中配合建立新的可持续发展模式和资源节约型社会提供技术支持和科学相应；为工业企业、给排水厂等在废水处理过程中提供有支持性的科技专业指导。

5.研究程序（1）文献调研通过对人工渗流系统与总氮去除相关研究领域的文献资料进行阅读，为本研究奠定理论基础。

（2）实验方案设计在收集了足够的文献资料后，进行实验设计，选择适当的实验方案以验证不同填料对人工渗滤系统去除总氮的影响，以及其他相关因素实验设计。

人工快速渗滤系统氮素转化规律及脱氮工艺研究的开题报告

人工快速渗滤系统氮素转化规律及脱氮工艺研究的开题报告1.研究背景与意义随着城市化进程的加速和人口数量的持续增长，越来越多的污水被排入自然水环境中，导致水质污染问题日益突出。

污染源中的氮元素是影响水体生态系统安全的重要环境因子之一。

氮素的大量排放不仅会直接影响水体的水质，还会导致水体生态系统的紊乱，最终影响到人类的生产和生活。

传统的污水处理方法主要通过物理、化学和生物方法去除大部分污染物质，其中氮素去除主要采用生物处理方法，如A2/O、SBR等。

然而，传统污水处理方法在处理工艺上存在效率低、成本高、易受侵蚀等缺点，并且这些方法无法完全消除氮素的去除需求。

因此，需要探寻一种新的污水处理工艺来解决氮素污染的问题。

人工快速渗滤系统是目前广泛研究的一种新型污水处理工艺，该工艺具有氮素去除高效、安装维护简单等优点。

然而，目前对于人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺缺乏深入研究，因此本研究的开展对于优化人工快速渗滤系统的设计和应用能力具有重要意义。

2.研究内容和研究方法本研究的主要内容是对人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺进行深入研究。

具体分为以下几个方面：（1）分析人工快速渗滤系统中氮素转化过程的规律，探究其机理。

（2）研究人工快速渗滤系统的脱氮工艺，确定最佳脱氮条件和适宜的操作参数。

（3）应用人工快速渗滤系统处理模拟污水，评估其对氮素的去除能力，并与传统污水处理工艺进行比较。

本研究将采用实验研究和模拟计算相结合的方法，通过对人工快速渗滤系统中氮素的脱除效果进行实验评估，同时建立数学模型来模拟该工艺的脱氮过程，以期提高模型的逼真度和预测能力。

3.研究预期结果本研究的预期结果是深入探究人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺，为该工艺的优化设计提供可靠的理论基础和技术依据。

同时，研究结果还将为解决城市污水处理中的氮素污染问题提供新的思路和方案，以提高水环境质量和人民群众的生活质量。

人工快速渗滤系统对污染物的去除机制

为主，硝化效果较弱。反
关键词污水处理人工快速渗滤系统生物降解硝化反硝化
－
ＭｅｈａｓｆｃｎｔｍｉａｉｎｒｍｏｖｌｉｏｔｕｔｄｒｐｄｉｉｔａｔｏｙｔｍＣｕｃｎｉｍｏｏａｎｔｏｅａｎｃｎｓｒｃｅａｉｎｆｌｒｉｎｓｓｅｉＣｈｅｇｙｉｇ，ａＬｉｉＺｈａｎＸｕ－ｎｎＭｍｎ，ｇ
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摘要：为了探寻人工快速渗滤系统脱氮的机理，采用人工试验土柱模拟人工快速渗滤系统，通过监测不同高度出
水中的氨氮、硝态氮和总氮的浓度，得到了其随高度的变化规律。试验结果表明：人工试验土柱中填料层 0～1 200 mm段氨氮的去除率很高，约占总去除率 95%，深度越浅氨氮降解效率越高，深度越大氨氮降解效率越低；填料层中 900 mm 处， L-1，硝态氮达到最大值 14.08～15.06 mg · 在兼氧段（900～1 200 mm）和厌氧段（1200～1 500 mm）硝态 L-1，出水总氮浓度 16.50～21.85 mg · 去除率为 28.35%～29.78%。氮浓度下降仅 10%左右；
0.038 m2。试验进水：试验用水取自西南交通大学新校区附近的农户的生活污水，沉淀 1～2 h 后使用。距土柱顶端 300 mm 处设置一环形布水管，布水管前安装一个转子流量计，污水由上至下通过渗滤介质而得到净化处理。人工试验土柱进水流程为：进水桶→循环泵→ 流量计→人工试验土柱→出水。渗滤介质：选用不同粒径范围的河流冲积砂、大理石砂和碎石。人工试验土柱的内部渗滤介质情况见表 1。
人工试验土柱填料层 0～900 mm 段，落干期通过自然复氧，溶解氧较为充分，属于好氧段，硝化反
应进行充分，因此氨氮的去除率很高，约占总去除率
85%。人工试验土柱填料层 900～1 200 mm 段的溶解氧浓度逐渐降低，属于兼氧段，硝化反应弱化，从硝化反应为主逐渐过渡到反硝化反应为主，这时氨氮浓度继续下降，但是下降的幅度减少，而硝态氮的
氮总去除率都在 85%以上，氨氮浓度满足国家标准（GB18918-2002）中一级 A 标。在人工试验土柱中填料层 0～900 mm 段，属于好氧段，硝化反应持续进行，硝态氮浓度持续升高，在人工快速渗滤系统填料层 900 mm 处，硝态氮达到最大值， 14.08～15.06 mg · L-1，较进水硝态氮浓度的增量约为 14.0 mg · L-1；在兼氧段（900 ～1 200 mm）和厌氧段（1 200 ～1 500 mm）硝态氮浓度虽然有所下降，但是下降幅度很小，只占最大值的 10%左右，这表明人工试验土柱中硝态氮只有 10%
表 1 人工试验土柱的内部渗滤介质 Table 1 Infiltration media in the simulated soil column
滤层深度 /mm 填料类型粒径范围 /mm 第一层第二层第三层 200 碎石 4～40 600 700 细砂 +5%大理石砂粗砂 +5%大理石砂 0.1～0.5 0.25～2
定量布水的目的。试验监测项目与方法：监测项目包括氨氮（纳氏试剂比色法），亚硝酸盐氮（N（1- 萘基）- 乙二胺光度法），硝酸盐氮（紫外分光光度法）和总氮（碱性过硫酸钾消解，紫外分光光度法）。每周一氨氮转化规律从图 1 可以看出，人工试验土柱出水氨氮浓度优于国家标准（GB18918-2002）中一级 A 标（≤5 mg · L-1 ），对氨氮的去除率均在 85%以上。当系统稳定后，进水氨
关键词：人工快速渗滤系统；脱氮；硝化；反硝化中图分类号： X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1000-3700(2009)02-032-03
人工快速渗滤系统（Constructed rapid infiltration system，简称 CRI 系统），在对各种类型土地处理系统研究总结的基础上，针对传统污水土地处理系统普遍存在的水力负荷低、单位面积处理能力小等问题，借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统的优点，取长补短，逐步发展起来的一种具有自身特色的新型污水处理技术[1-2]。由于其兼具了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统的优点，而越来越受到青睐[3-5]。 CRI 系统对 COD、 NH3-N、 SS 和 LAS 等均具有良好的去除效果，尤其是对于氨氮的去处率高达 85%以上，但是，对于 TN 的去除率却只有 10%～ 30%，致使 CRI 系统出水总氮浓度高于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级 A 标的要求（TN （以 N 计）≤15 mg · L-1）[6-8]。本研究在室内相同运行条件下，以人工试验土柱模拟 CRI 系统，通过监测人工试验土柱不同高度出水的氨氮、硝态氮和总氮的浓度，分析其随高度的变化规律，以期揭示 CRI 系统脱氮的机理。
陈俊敏等，人工快速渗滤系统脱氮机理试验研究指标判断系统的稳定性，每天监测一次进出水水质。 3 水力负荷：水力负荷为 1.0 m· m-2 · d-1，每天布水 4 次，每隔 6 h 投配一次，每次布水时间 1.5 h，布水水量 9.5 L；采用时间继电器控制水泵的起停，以达到定时和
氮大幅度变化时，出水氨氮浓度变化幅度不大，说明 CRI 系统具有较强的抗负荷冲击能力。
50 40 30 20 10 100 80 60 40 20 0
图 1 人工试验土柱不同深度处出水氨氮的浓度及去除率 Fig.1 NH3-N concentration and its removal rate of the simulated soil column effluent form the different outlets
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水处理技术
40 35 30 25 20 15 10 5
第 35 卷第 2 期
在人工试验土柱中填料层 0～1 200 mm 段，氨氮的去除率很高，约占总去除率 95%。由于填料层中深度越浅，复氧效率越高，硝化反应效率越高，因此氨氮降解效率越高，反之亦然。 CRI 系统出水中氨
收稿日期： 2008-06-13 基金项目： “十一五” 国家科技支撑计划重点项目（2006BAD01B 08-03）；四川省科技攻关计划课题项目（2006Z10-009）作者简介：陈俊敏（1976-），男，讲师，博士，主要从事水污染控制研究； E-mail： wastewater_2000@。
在 CRI 系统中氨化作用和硝化作用只是改变
氮的形态，只是将进水中的有机氮和氨氮通过硝化作用转化成了硝态氮，而反硝化反应进行很不充分，因此无法有效将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化成气态氮，永久性的从系统中去除，这就是 CRI 系统中氨氮去除率很高可达 85% 以上，而总氮去除率仅有 28.35%～29.78%的原因。决定反硝化反应程度的主要因素为溶解氧浓度、 C/N 比、厌氧段的停留时间。在采用的人工试验土柱中厌氧段的长度只有 300 mm，按水力负荷 1.0
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第 35 卷第 2 期 2009 年 2 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.35 No.2 Feb.,2009
人工快速渗滤系统脱氮机理试验研究
陈俊敏 1，刘方 1，付永胜 1，杨继富 2
（1.西南交通大学环境学院，四川成都 610031； 2.中国水利水电科学研究院，北京 100044）
CRI 系统中氨氮的来源主要包括进水中的氨氮、进水中的有机氮氨化产生的氨氮、生物细胞有机氮氨化产生的氨氮和渗滤介质上解析出的氨氮； CRI 系统中氨氮的转化或迁移途径包括：渗滤介质
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33 的吸附、生物细胞合成变成有机氮、硝化作用和被出水带走。过滤截留和吸附作用在 CRI 系统脱氮过程中主要起调节作用，主要发生在淹水期，氨氮的真正去除主要还是依靠亚硝化菌和硝化菌的硝化作用，主要发生在落干期。落干期人工试验土柱中 0～ 900 mm 段为好氧区， 900 ～1 200 mm 为兼氧区， 1200～1 500 mm 为厌氧区。好氧段是氨化和硝化反应的主要发生段，因此好氧段中氨氮的去除率约占总去除率的 85% ，污水进入兼氧段，随着溶解氧的逐渐降低，硝化反应逐渐削弱，反硝化反应逐渐增强，兼氧段的对氨氮的去除率约占总去除率的 10%，污水进入厌氧段，硝化反应基本停止，氨氮浓度在厌氧段变化不明显。 2.2 硝态氮转化规律从试验数据中可以看出，进水中硝态氮的含量很低，仅 0.16 ～ 0.19 mg · L-1，出水中含量较高，高达 -1 13.15 ～ 13.58 mg · L，占总氮含量的 80% 左右，进出 -1 · L。水硝态氮的增加量约为 13 mg 在图 2 中，硝态氮的浓度随着填料高度的增加，先上升后下降，在人工试验土柱中填料层 0 ～ 900 mm 段硝态氮持续升高，约在填料层 900 mm 处，硝态氮达到最大值， 14.08～15.06 mg · L-1，在人工试验土柱中填料层 900～1 500 mm 段硝态氮浓度逐渐下降，但是下降幅度较小，只占最大值的 10%左右，这也就是说，人工试验土柱中硝态氮只有 10%左右参加了反硝化反应。
16 14 12 10
0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 mm
mg L
%
mg L
8 6 4 2 0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
mm
Fig.2
图 2 人工试验土柱不同深度出水硝态氮浓度 Nitrate concentration of the simulated soil column effluent form the different outlets
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浓度也出现拐点，在填料层 900 mm 处硝态氮浓度出现峰值，而后逐渐下降，但是下降的幅度也很小，只占最大值的 10%左右，这主要是因为人工试验土柱中的兼氧段（900～1 200 mm）和厌氧段（1 200～ 1 500 mm）反硝化反应进行不充分。 2.3 总氮转化规律从图 3 可以看出，人工试验土柱出水总氮浓度 16.50～21.85 mg · L-1，不能满足国家标准（GB18918-1 2002）中一级 A 标（≤15 mg · L ）的要求，对总氮的去除率只有 28.35%～29.78%。