葡萄糖碳源对复合垂直流人工湿地甲烷排放的驱动影响

摘要

人工湿地甲烷排放驱动对全球变暖具有重要作用,为控制甲烷排放同时提高污水去除效率,构建了5层不同介质组成的复合垂直流人工湿地系统(Integrated Vertical-Flow Constructed Wetland,IVCW),利用现场监测和动力学模型分析添加不同浓度葡萄糖碳源对甲烷排放驱动和总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除率的影响.结果表明:添加0.5、1、2和4 mmol/L葡萄糖溶液时,(1)甲烷排放通量分别为4、3.50、3.90和3.40 mol m^(-2) d^(-1),比空白实验分别增加了27%、12%、24%和9.80%;(2)对应的风车草茎叶系统甲烷排放通量比根水系统分别高了0.90、1.60、1.50和0.70 mol m^(-2)d^(-1);(3)同时IVCW对碳平均利用率分别为32.17%、53.51%、76.86%和76.72%;TN平均去除率分别为37.30%、11.14%、14.79%和48.75%,COD平均去除率分别为70%、91.10%、98.78%和92.31%.(4)葡萄糖驱动IVCW甲烷排放可认为符合二级动力学方程,其甲烷驱动常数为49.64 mg/h.本研究结果表明添加葡萄糖驱动IVCW的甲烷排放处于较高水平,甲烷平均排放通量增加了18.2%,可为IVCW处理污水过程中甲烷排放提供参考.