磷对深型土壤渗滤系统中氮的迁移转化作用机制研究

摘要

生活污水的大量排放、水体富营养化以及土壤缺磷等环境问题启发人们走出了一条资源化道路——生活污水灌溉农田。这种将生活污水变废为宝、实现污染物环保化、资源化的污水回用方式即是本文将要研究的土壤渗滤技术的一种实际应用。土壤渗滤系统中，反硝化作为脱氮的限制步骤，因其厌氧条件通常发生在土壤深层，而由于浅层土壤对磷强烈的吸附截留作用，是否使得深层土壤中因为磷营养元素的缺乏，从而抑制了反硝化菌的活性、限制了反硝化过程，造成土壤的脱氮效果不理想的现象有待研究。基于以上两点，本课题以土壤渗滤系统为主体，结合假设——磷作为深层土壤中反硝化作用限制因子的可能性，探讨磷在深型土壤渗滤系统中对氮的迁移转化作用机制。
　　实验采用直径0.3m、高2.0m的PVC有机玻璃柱模拟地下土壤渗滤系统，在玻璃内装填深2.0m的取自北京顺义实验基地的原位土，加灌含有不同磷浓度的模拟生活污水，研究磷在不同磷负荷条件下的迁移转化变化规律，及其对氮迁移转化的影响。
　　该深型土壤渗滤系统对污水中铵态氮和磷有非常好的去除效果，出水稳定均达到一级A标准。除去前期的调试阶段，系统稳定后对它们的去除率可分别达80％、99.9%，并不受磷负荷的影响，至少在实验阶段，磷负荷不影响系统氮、磷最终出水水质，但是对氮、磷的去除过程有影响。
　　土壤对磷有强烈的吸附固定作用，是去除磷的主要方式，增大磷负荷能促进上表层土壤磷的迁移转化作用；较高的磷负荷能加大垂直迁移距离，同时加快上表层土壤对磷的吸附饱和，加强其在土壤中穿透力。土壤对氮的去除主要是依赖其硝化-反硝化作用；提高磷浓度能加快浅层土壤的脱氮速率，尤其是反硝化速率；土壤中氮、磷的净化达标都需要一定的土壤厚度来完成。实验中三种磷浓度条件下，当进水磷负荷为30mg/L时，土壤表层的脱氮速率更高，是三种情况下，氮和磷均达标所需最小深度值也最小，为0.8m。

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第1章 绪论

1.1 土壤渗滤系统处理技术.

1.2 研究背景与内容

第2章 实验方法

2.1 实验系统参数

2.2 取样与分析方法

2.3 系统运行存在的主要问题

第3章 土壤背景值的测定

3.1 土壤中水分与有机质含量的测定

3.2 土壤氮、磷饱和吸附值的测定

第4章 磷在不同负荷下的迁移转化规律

4.1 土壤渗滤系统中磷素的分类和影响因子

4.2 磷去除率随时间变化规律

4.3 不同磷负荷条件下磷素的沿程变化规律

4.4 不同深度剖面磷素的变化规律

4.5 小结

第5章 不同磷负荷对氮素迁移转化的规律影响研究

5.1 土壤渗滤系统中的氮素

5.2 总氮去除率随时间变化规律

5.3 不同浓度的磷淋溶条件下“三氮”的沿程变化规律

5.4 小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献