CN102701450B - 一种利用废弃植物落叶修复地表水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废弃植物落叶修复地表水的方法,以废弃植物落叶为原料,在地表水中浸出其中的有机酸作为有机碳源,在反硝化反应中,为硝酸盐提供电子而去除地表水中的硝酸盐,进而提高总氮的去除率。通过上述技术方案,本发明一方面可以实现既有植物废弃落叶的利用,另一方面还提高了地表水修复的效果,该植物落叶的浸出物可以达到与甲醇、乙酸和葡萄糖作为有机碳源相同或更好的水处理效果。

Description

一种利用废弃植物落叶修复地表水的方法
技术领域
[0001] 本发明属于环境工程水处理技术领域,涉及一种综合利用废弃的植物落叶作为电子供体进行地表水修复的方法。
背景技术
[0002] 由于工农业的迅速发展,尤其是化肥的普遍使用导致大量含氮化合物在自然环境中积累,造成地表水体严重富营养化,因此氮素的去除成为地表水修复、生活污水和工业废水处理中一个重要的问题。受污染的地表水中的所含有的氮素主要以铵态氮的形式存在,在好氧条件下,氨氮转化为硝酸盐氮或亚硝酸盐氮。通过反硝化途径降解硝态氮是氮素去除的关键步骤,但硝态氮的去除受到一些因素的影响,主要包括温度,PH值,溶解氧等,而最重要的因素则是作为电子供体的有机碳源是否充足。
[0003] 在大多数富营养化水体中,由于碳/氮(C/N)比偏低,导致水中的氮、磷元素很难有效地被去除。现有的反硝化研究大多以甲醇、乙酸或葡萄糖等作为有机碳源来实现硝酸盐的去除,但由于甲醇、乙酸和葡萄糖等传统有机碳源的价格问题,难以普遍推广应用。基于这些原因,不少学者采用一些天然物质如棉花、麦杆、腐朽木、甘草作为固体碳源来实现氮素的去除,但棉花、麦秸杆等物质具有更高的经济价值,作为碳源仍不经济。
[0004] 我国每年城市景观植物都有大量的废弃植物落叶,据统计,北京市每年仅城区产生的园林废弃物(主要是植物落叶)就超过170万t。目前对这些废弃物传统的处理方法主要有填埋法和焚烧法。填埋意味着营养元素的流失和浪费,且占用土地资源。焚烧虽具有高温无害化和快速的体 积削减作用,但是投资和运行费用高,且还有二次污染的问题。
[0005] 梧桐树、樟树、柳树等是我国常见的城市园林行道树,其每年的落叶量成为主要的园林废弃物之一,且数量巨大。梧桐树叶中含有大量的有机酸,如将其用于反硝化的碳源,一方面可以为地表水修复过程中硝酸盐或亚硝酸盐的还原提供电子,另一方面可以有效利用这些植物落叶。因此采用废弃植物落叶作为有机碳源处理地表水具有十分实际的意义。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种以植物落叶作为有机碳源,通过浸溃方法提取其中的有机酸作为反硝化的电子供体进行修复地表水的方法,一方面解决现有技术中去除水体中氮元素时电子供体价格较高的问题,同时还可以解决处理废弃植物落叶时占用大量土地资源或造成二次污染的问题。
[0007] 本发明的技术方案如下:
[0008] 一种利用废弃植物落叶修复地表水的方法,以废弃植物落叶为原料,在地表水中浸出其中的有机酸,通过硝化和反硝化反应去除地表水中的氮。
[0009] 所述的废弃植物落叶包括梧桐树落叶、樟树落叶和柳树落叶;所述的废弃植物落叶裁成面积在l(T100mm2的小片。
[0010] 具体处理方式一种为间歇式处理,具体步骤为:[0011] (I)将废弃植物落叶按照每立方水中加入0..'.~2 kg的比例,浸没于待修复的地表水中l_12h,使落叶中的有机酸均匀地释放出并溶解于水中,以浸出的有机酸作为反硝化过程中的电子供体;
[0012] (2)将上述地表水注入一具有同步硝化和反硝化功能的生物反应器中,通过水泵或曝气驱动地表水在反应器中循环流动以实现水中总氮的去除,反应时间6-12h。
[0013] 另一种为连续式处理,具体步骤为:
[0014] (I)将收集的落叶填充于柱形容器内,形成植物落叶填充床层;
[0015] (2)将待修复的地表水通过水泵连续泵入上述柱形容器内的植物落叶床层,停留时间在1-12小时,再流入到一具有同步硝化和反硝化功能的生物反应器进行生物反应以去除其中的氮;所述柱形容器为两个或多个,各个柱形容器间设置有切换装置,当一个容器内中植物落叶中的有机酸释放接近结束时,切换至另一个容器。
[0016] 所述的柱形容器的底部为进水口,上部为出水口,水流方向为自下而上而流过植物落叶所填充的床层。
[0017] 通过上述技 术方案,本发明一方面可以实现既有植物废弃落叶的利用,另一方面还提高了地表水修复的效果,可以达到与甲醇、乙酸和葡萄糖作为有机碳源相同或更好的水处理效果。
附图说明
[0018] 图1以梧桐树落叶为碳源时硝酸盐的去除情况并与不添加碳源进行对比。
[0019] 图2分别以甲醇、乙酸和葡萄糖为碳源时硝酸盐的去除情况。
[0020] 图3以梧桐树落叶为碳源时实际的地表水中总氮的去除情况并与不加碳源进行对比。
具体实施方式
[0021] 为了更好的说明本发明的技术效果,下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例1:实验室模拟修复地表水
[0023] 将梧桐树落叶浸没于自来水中,使其中的有机酸释放于水中,达到COD为20(T400mg/L。再加入硝酸钠使水中的NO3-N浓度为20mg/L。取所配制的溶液250mL,用活性污泥在缺氧条件下进行反硝化实验。
[0024] 实施例2:
[0025] 本实施例与实施例1的区别在于未加入任何碳源作为电子供体。
[0026] 实施例3:
[0027] 本实施例与实施例1的区别在于加入33mg的甲醇于250mL的溶液中(使溶液的COD浓度达到200mg/L)作为电子供体替代实施例1的由梧桐树落叶浸溃液提供的C0D。
[0028] 实施例4:
[0029] 本实施例与实施例1的区别在于加入50mg的乙酸于250mL的溶液中(使溶液的COD浓度达到200mg/L)作为电子供体替代实施例1的由梧桐树落叶浸溃液提供的C0D。
[0030] 实施例5:
[0031] 本实施例与实施例1的区别在于加入50mg的葡萄糖于250mL的溶液中(使溶液内COD浓度达到200mg/L)作为电子供体替代实施例1的由梧桐树落叶浸溃液提供的COD。
[0032] 实施例1与实施例2对硝酸盐氮(NO3-N)的去除结果如图1所示:采用梧桐树叶作为有机碳源相较于不加碳源对硝酸盐氮的去除效果明显要好得多。
[0033] 实施例3-5对硝酸盐氮的去除效果如图2所示,对比实施例1的结果可知:以梧桐树叶为碳源作为电子供体时,其去除硝酸盐氮的效果可以达到以甲醇、乙酸和葡萄糖作为碳源的同样或更好的效果。
[0034] 实施例6:实际地表水的修复
[0035] (I)将0.5kg废弃的梧桐落叶裁剪成1-1OOmm2的小片,装填于一柱状容器中形成落叶填充床层,浸没于Im3含氮元素的地表水中12h,随着树叶浸溃时间的延长,该地表水成为富含有机碳源的溶液,水中的C/N比提高;
[0036] (2)将上述地表水泵入一个具有同步硝化和反硝化功能的生物反应器循环反应12h,水中的氨氮通过硝化反应转变为硝酸盐,随后在反硝化过程中该硝酸盐转变为氮气,从而提高水中氮元素的有效去除。
[0037] 实施例7:
[0038] 本实施例与实施例2的区别在于采用实际的地表水。
[0039] 实施例6和实施例7对地表水总氮(TN)的去除效果如图3所示,由图可知:加入适当的碳源之后,总氮去除效率明显增加。
[0040] 实际操作时,可通过水泵驱动地表水缓慢地流经容器内的植物落叶层,保证地表水与废弃的植物落叶接触l_12h,以使树叶中的有机酸均匀地释放出并溶解于水中。另外,因为在城市中有些地表水域,尤其是公园等景观水域的周围有很多树木,由于季节更替,大量的树叶会落入到景观水域中,因此树叶中的有机酸以及色素等物质会在水中释放出来,而色素还会影响该地表水的美观,使得地表水的水质变差。因此,可在水中设置一个潜水式的具有同步硝化和反硝化功能的生物膜反应器,用潜水泵驱动景观水连续流过反应器,通过硝化和反硝化的作用,使水中的氮素得以有效去除。

Claims (3)

1.一种利用废弃植物落叶修复地表水的方法,以废弃植物落叶为原料,在地表水中浸出其中的有机酸作为有机碳源,在反硝化反应中,为硝酸盐或亚硝酸盐提供电子而去除地表水中的硝酸盐或亚硝酸盐,其特征在于,间歇式处理,具体步骤为: (1)将废弃植物落叶按照每立方水中加入0.2~2kg的比例,浸没于待修复的地表水中l_12h,使落叶中的有机酸均匀地释放出并溶解于水中,以浸出的有机酸作为反硝化过程中的电子供体; (2)将上述地表水注入一具有同步硝化和反硝化功能的生物反应器中,通过水泵或曝气驱动地表水在反应器中循环流动以实现水中总氮的去除,反应时间6-12h。
2.权利要求1所述的利用废弃植物落叶修复地表水的方法,其特征在于,所述的废弃植物落叶包括梧桐树落叶、樟树落叶和柳树落叶。
3.权利要求1所述的利用废弃植物落叶修复地表水的方法,其特征在于,所述的废弃植物落叶裁成面积 在1-1OOmm2的小片。
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CN108902185B (zh) * 2018-06-21 2020-09-04 上海海洋大学 一种抑制黄丝藻生长的植物源抑藻剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN102040316A (zh) * 2010-11-05 2011-05-04 桂林理工大学 生态复合污泥水体净化方法
CN102092900A (zh) * 2010-12-29 2011-06-15 江南大学 生物脱氮与物化法强化除磷组合工艺处理微污染水体的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1884140A (zh) * 2006-06-30 2006-12-27 清华大学 光合供碳生态脱氮工艺
CN102040316A (zh) * 2010-11-05 2011-05-04 桂林理工大学 生态复合污泥水体净化方法
CN102092900A (zh) * 2010-12-29 2011-06-15 江南大学 生物脱氮与物化法强化除磷组合工艺处理微污染水体的方法

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