基于响应曲面法的垂直流人工湿地脱氮工艺优化*
2021-12-22宋维星周衍平季军远
中国海洋大学学报(自然科学版) 2021年2期
宋维星,周衍平,陈 旭,李 恩,季军远**
(1. 中国海洋大学环境科学与工程学院,山东 青岛 266100; 2. 齐鲁交通服务开发集团有限公司,山东 济南 250000;3.海军后勤部专项工程建设办公室,北京 100071)
人工湿地脱氮效果主要受基质、植物、微生物、环境等因素影响,其中植物吸收、微生物降解为脱氮的主要过程。植物根系及根系区域是植物去除氮污染物的主要场所,发达的根系可为植物吸收氮提供强有力的保障,可显著提高氮去除能力,其对氮去除率可达植物脱氮的60%以上[1-2]。植物根系性状直接影响根系与氮污染物的接触面积、硝化微生物数量与活性、根系氧气运输释放及周边氧化态微环境[3],并最终影响植物对氮的吸收。因此可通过人工湿地内部构造设计强化根系性状从而增强湿地植物脱氮效果。

人工湿地间歇增氧强化脱氮过程中曝气量、曝停比(t曝/t停)、曝停周期为影响溶解氧含量和分布的重要因素,且三因素之间对人工湿地脱氮效果影响存在交互作用。响应曲面法(Response Surface Method, RSM)可通过合理的实验设计,基于实验数据构建影响因素和响应值之间的多元回归方程,获取因素对响应值的影响作用,从而优化影响因素并可进一步预测响应值[12]。RSM省时省力且可判定各因素对响应值影响的主次顺序,同时可评价因素间的交互作用,已在环境工程领域得到广泛应用[13-15]。
目前已有将RSM应用于人工湿地运行参数优化研究[16],在相关研究的基础上,本研究以自主研发的间歇增氧……
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