用潮汐流人工濕地處理高速公路服務(wù)區(qū)污水的研究

【摘要】：服務(wù)區(qū)是高速公路的重要服務(wù)設(shè)施,近年來,高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)數(shù)量不斷上升,但服務(wù)區(qū)遠(yuǎn)離市區(qū),服務(wù)區(qū)產(chǎn)生的污水無法接入市政排水管網(wǎng),需建設(shè)獨(dú)立的排水系統(tǒng)和污水處理設(shè)施。服務(wù)區(qū)污水具有水質(zhì)水量變化大、氨氮總磷濃度高等的特點(diǎn),根據(jù)服務(wù)區(qū)污染現(xiàn)狀及各類污水處理工藝的特點(diǎn)。采用“進(jìn)水-淹沒反應(yīng)-出水-閑置’周期運(yùn)行的新型潮汐流人工濕地作為處理工藝,其潮汐式的運(yùn)行方式可以較大程度提高濕地復(fù)氧能力和復(fù)氧量,有利于提高微生物對有機(jī)物的好氧降解。本文設(shè)計(jì)蘆葦和菖蒲床潮汐流人工濕地,通過處理效果的對比研究,確定潮汐流人工濕地最優(yōu)運(yùn)行方式；通過不同有機(jī)負(fù)荷和氮磷負(fù)荷的對比研究,確定研究潮汐流人工濕地的污水凈化能力；通過添加重金屬Zn,研究潮汐流人工濕地對重金屬的去除能力。通過試驗(yàn)研究,可得出以下結(jié)論：(1)潮汐流人工濕地的淹沒反應(yīng)時(shí)間和空床閑置時(shí)間不同,濕地進(jìn)出水的pH, DO以及蘆葦和菖蒲床濕地對總磷、氨氮、總氮、CODcr、SS的去除效果不同,淹沒反應(yīng)時(shí)間為6-24h,空床閑置時(shí)間為6h、24h時(shí)可取得最佳處理效果,考慮濕地運(yùn)行的工程應(yīng)用實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)效益,確定淹沒反應(yīng)時(shí)間6h、空床閑置時(shí)間6h為最佳水力運(yùn)行條件。(2)進(jìn)水氨氮、總磷含量過低或過高都不利于濕地對污染物的去除,在總磷進(jìn)水濃度波動(dòng)范圍為0.96 mg·L-1-5.71 mg·L-1時(shí),蘆葦床濕地、菖蒲床濕地對總磷的平均去除率為56.60%和51.67%：在氨氮進(jìn)水濃度波動(dòng)范圍為11.00mg·L-1-65.45 mg·L-1時(shí),蘆葦床濕地、菖蒲床濕地對總磷的平均去除率為46.03%和48.44%,蘆葦床濕地對總磷的去除效果較好，菖蒲床濕地對氨氮的去除效果較好,進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)對CODcr的去除效果有一定的影響,但兩濕地系統(tǒng)的CODcr去除基本在80%以上。(3)蘆葦和菖蒲床濕地系統(tǒng)對徑流污水中SS、總磷的去除率可達(dá)90%、50%左右；對氨氮的去除率維持在40%-50%左右；兩濕地系統(tǒng)對CODCr的去除率基本維持在80%-90%范圍內(nèi),硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮在濕地系統(tǒng)中略有積累。進(jìn)水總Zn平均濃度為1.098 mg·L-1時(shí),蘆葦床濕地對溶解態(tài)Zn、總Zn的平均去除率為52.74%和62.65%,菖蒲床濕地對溶解態(tài)Zn、總Zn的平均去除率為47.60%和59.15%,濕地對總Zn的去除效果比對溶解態(tài)Zn的去除效果好；蘆葦床濕地對徑流污水中各類污染物和Zn的去除能力比菖蒲床濕地更高。(4)充分利用蘆葦和菖蒲濕地的各自優(yōu)勢,采用兩級串聯(lián)潮汐流人工濕地,對各類污染物的去除率均顯著(P0.01)高于蘆葦床或菖蒲床濕地單獨(dú)處理,氨氮出水濃度基本達(dá)到城市污水再生利用標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18920-2002), CODcr濃度達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ/T48-1999)。濕地串聯(lián)系統(tǒng)的各級出水污染物濃度呈階梯狀遞減,且二級處理的濕地床對各污染物的去除能力比一級處理低。蘆葦床-菖蒲床串聯(lián)運(yùn)行對總磷、氨氮和總氮的去除效果優(yōu)于菖蒲床-蘆葦床串聯(lián)。(5)蘆葦根際脲酶活性高于菖蒲,這也是蘆葦床濕地對徑流污水中氮去除能力比菖蒲床濕地更強(qiáng)的原因之一。重金屬Zn對蘆葦根際脲酶活性有一定的抑制作用,對菖蒲根際脲酶活性影響不大。磷酸酶活性受重金屬Zn影響較大,Zn對蘆葦根際磷酸酶有一定的刺激作用,對菖蒲根際磷酸酶具有一定的抑制作用。 【關(guān)鍵詞】：潮汐流人工濕地 最佳運(yùn)行條件 重金屬Zn 濕地串聯(lián) 根際酶
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X734
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 緒論13-24
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 我國高速公路服務(wù)區(qū)水污染現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 我國高速公路服務(wù)區(qū)污水來源及特點(diǎn)14-15
• 1.2.2 我國高速公路服務(wù)區(qū)污水處理現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 人工濕地處理服務(wù)區(qū)污水的優(yōu)勢17-18
• 1.2.4 人工濕地處理服務(wù)區(qū)污水的應(yīng)用18-19
• 1.3 潮汐流人工濕地概述19-22
• 1.3.1 潮汐流人工濕地的提出19-20
• 1.3.2 潮汐流人工濕地的特點(diǎn)20
• 1.3.3 潮汐流人工濕地的應(yīng)用與研究20-21
• 1.3.4 潮汐流人工濕地的研究熱點(diǎn)21-22
• 1.4 研究的主要目的、內(nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.4.1 研究目的22-23
• 1.4.2 研究內(nèi)容23
• 1.4.3 技術(shù)路線23-24
• 2 裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法24-31
• 2.1 裝置設(shè)計(jì)24-27
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)24-25
• 2.1.2 集、配水設(shè)計(jì)25
• 2.1.3 濕地填料選擇25-26
• 2.1.4 濕地植物選擇26-27
• 2.2 試驗(yàn)方法27-31
• 2.2.1 試驗(yàn)運(yùn)行方式27-28
• 2.2.2 取樣及測定方法28-30
• 2.2.3 數(shù)據(jù)處理及繪圖30-31
• 3 潮汐流人工濕地最佳運(yùn)行條件的確定31-38
• 3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)31-32
• 3.2 最佳淹沒反應(yīng)時(shí)間的確定32-35
• 3.2.1 pH、DO變化32-33
• 3.2.2 污染物去除效果33-34
• 3.2.3 小結(jié)34-35
• 3.3 最佳空床閑置時(shí)間的確定35-37
• 3.3.1 pH、DO變化35
• 3.3.2 污染物去除效果35-37
• 3.3.3 小結(jié)37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 潮汐流人工濕地處理服務(wù)區(qū)污水模擬試驗(yàn)研究38-57
• 4.1 進(jìn)水氮磷濃度變化對潮汐流人工濕地處理效果的影響38-44
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.2 對總磷去除效果的影響39-40
• 4.1.3 對氨氮去除效果的影響40-42
• 4.1.4 對總氮去除效果的影響42
• 4.1.5 對COD_(Cr)去除效果的影響42-43
• 4.1.6 小結(jié)43-44
• 4.2 潮汐流人工濕地對徑流污水的處理研究44-49
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)44
• 4.2.2 潮汐流人工濕地對徑流污染物的去除44-46
• 4.2.3 潮汐流人工濕地對重金屬Zn的去除效果46-48
• 4.2.4 小結(jié)48-49
• 4.3 潮汐流人工濕地串聯(lián)運(yùn)行處理研究49-54
• 4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.2 對總磷的去除效果50
• 4.3.3 對氨氮的去除效果50-51
• 4.3.4 對硝態(tài)氮的去除效果51-52
• 4.3.5 對總氮的去除效果52
• 4.3.6 對COD_(Cr)的去除效果52-53
• 4.3.7 小結(jié)53-54
• 4.4 植物根際脲酶和磷酸酶活性的研究54-57
• 4.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)54-55
• 4.4.2 蘆葦、菖蒲根際脲酶、磷酸酶活性變化55-56
• 4.4.3 小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論與建議57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 不足與建議58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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