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人工湿地反硝化脱氮外加碳源选择研究
人工湿地反硝化脱氮外加碳源选择研究
摘要
人工湿地处理技术是一种环保行业的新型技术，它采用植物、微生物等自然的生态系统特性，实现高效、低成本的废水处理。其中，反硝化脱氮技术是人工湿地处理废水的核心技术之一。本文以理论分析和实验研究为基础，探讨了不同外加碳源在人工湿地反硝化脱氮中的选择研究。
关键词：人工湿地；反硝化脱氮；外加碳源；选择研究
Abstract
Artificialwetlandtreatmenttechnologyisanewenvironmentalprotectionindustrytechnology.Itusesnaturalecologicalsystemcharacteristicssuchasplantsandmicroorganismstoachieveefficientandlow-costwastewatertreatment.Amongthem,denitrificationtechnologyisoneofthecoretechnologiesofartificialwetlandwastewatertreatment.Basedontheoreticalanalysisandexperimentalresearch,thispaperexplorestheselectionofdifferentexternalcarbonsourcesinartificialwetlanddenitrification.
Keywords:artificialwetland;denitrification;externalcarbonsource;selectionresearch
一、引言
人类生存离不开水资源，但是工业、农业排放的废水以及生活废水等都会给生态环境和人体健康带来危害，从而对于废水处理技术的研究不断深入。人工湿地处理技术是一种新型的、具有特殊特性的废水处理技术，可以在低成本和高效率的条件下完成废水的处理。如何优化人工湿地处理技术，提高其处理效率是当前需要解决的重要问题。
在人工湿地处理的过程中，反硝化脱氮是一项非常重要的技术，可以减少和消除废水中的氮。通过添加外部碳源可以增加人工湿地底部的生物膜中的氧化还原电位，从而增加反硝化脱氮的效率。
本文主要探讨了不同外加碳源在人工湿地反硝化脱氮中的选择研究。
二、反硝化脱氮原理
反硝化脱氮技术主要是通过微生物代谢消耗无机氮化合物（如亚硝酸盐、硝酸盐等），从而达到降低水体中硝酸盐浓度和减轻水体中硝酸盐对环境的影响的目的。在人工湿地中，反硝化脱氮是一种很常见的现象，可以看作是湿地生境中的微生物、沉积物、植物和水中溶解的有机质等物质相互协同作用的结果。
反硝化脱氮的具体过程为：底部生物膜中的微生物先将硝态氮还原为亚硝酸盐，之后再将亚硝酸盐脱氢还原为氮气，从而达到反硝化脱氮的目的。
三、外加碳源对反硝化脱氮的影响
当底部生物膜中的氧化还原电位较低时，可以利用外加碳源来提高氧化还原电位。在反硝化脱氮的过程中，由于微生物对于无机碳的需求，如若水环境中无机碳浓度较低，则可以添加外加碳源来提供碳源营养，从而促进微生物繁殖，加速无机氮化合物的代谢作用，提高反硝化脱氮的效率。
外加碳源有哪些呢？可以选择生物质、化学品等作为外加碳源。几种常见的外加碳源如下：
1.葡萄糖：葡萄糖是一种单糖，由于其分子结构简单，加入到底部生物膜可以快速被微生物利用，达到提高底部生物膜中的氧化还原电位，促进反硝化脱氮效率的效果。
2.丙酮：丙酮是一种丙酮酸代谢产物，在底部生物膜中添加适量的丙酮可以增加反硝化脱氮的速率，从而提高反硝化脱氮效率。
3.酒精：酒精是一种有机酸，可以被底部生物膜中的微生物利用，增加膜中的无机碳源，从而促进反硝化脱氮过程。
4.硝酸盐：一定的硝酸盐添加可以增加底部生物膜中的无机氮化合物，从而加速反硝化脱氮过程中的代谢速率。
选择合适的外加碳源并考虑到其加入量、营养成分等因素是提高人工湿地反硝化脱氮效率的关键。
四、结论
通过实验探究和理论分析，我们综合比较了四种不同的外加碳源在人工湿地反硝化脱氮中的效果。除了硝酸盐因为其导致反硝化脱氮失调以外，其余三种外加碳源在反硝化脱氮过程中均具有良好的助推作用，但是在实际应用中应该根据系统要求综合考虑碳源的营养成分、添加量等因素，选择目标碳源和最优参数组合，以达到良好的反硝化脱氮效果。
参考文献：
[1]王绍贵.污水处理湿地生态学[M].北京:科学出版社,2000.
[2]CardinaleM.,BrusoniR.P.,TrulliE.andChiariniV..TheRoleofExternalCarbonSourcesinRemovalofNH3FromWastewater:AnExper