新型潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水示范及優(yōu)化

【摘要】：南四湖作為南水北調(diào)東線工程的重要調(diào)蓄湖泊和輸水通道，其水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)是東線工程成敗的關(guān)鍵。但是長期以來，由于農(nóng)村地區(qū)缺乏環(huán)保設(shè)施以及有效的管理，生活污水大都直接或間接的排入湖內(nèi)，造成湖水污染。因此要保障南水北調(diào)東線工程對(duì)南四湖水質(zhì)的要求，就必須對(duì)南四湖農(nóng)村的生活污水進(jìn)行有效的治理。人工濕地水質(zhì)凈化技術(shù)具有投資少、能耗低、出水水質(zhì)穩(wěn)定、耐沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其符合我國廣大農(nóng)村的污水處理現(xiàn)狀，成為處理農(nóng)村生活污水的最佳選擇之一。 人工濕地對(duì)氮的去除主要是依靠微生物的氨化、硝化和反硝化作用。其中，硝化作用主要是在好氧環(huán)境中進(jìn)行的，而反硝化作用是在厭氧環(huán)境中進(jìn)行。普通的潛流人工濕地由于結(jié)構(gòu)的原因，自身不能同時(shí)提供好氧和厭氧環(huán)境，因此對(duì)總氮去除率往往不高。 針對(duì)上述問題，本研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了新型的好氧/厭氧多級(jí)串聯(lián)潛流人工濕地水質(zhì)凈化工藝，該工藝已在室內(nèi)試驗(yàn)階段取得了成功。本次研究的目的就是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果來建設(shè)中試系統(tǒng)，然后通過研究該系統(tǒng)對(duì)污水中氨氮、總氮、COD的去除效果來驗(yàn)證該工藝是否能在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用。同時(shí)，本文還對(duì)3種濕地基質(zhì)的價(jià)格、吸附性能和生物膜量等參數(shù)進(jìn)行了比對(duì)，并對(duì)4種濕地植物的根系泌氧能力也進(jìn)行了比較，以期能對(duì)新型潛流人工濕地基質(zhì)和植物的進(jìn)一步優(yōu)化篩選提供理論支持，并為人工濕地水質(zhì)凈化工藝在廣大農(nóng)村的推廣應(yīng)用提供應(yīng)用借鑒。 通過研究得到以下主要結(jié)果： 一、新型潛流人工濕地水質(zhì)凈化效果的研究 COD的去除主要集中在濕地前部的好氧段，夏季時(shí)COD的去除率可達(dá)90%以上，秋季也高于55%；濕地對(duì)氨氮的去除率基本維持在60%以上，去除率較高的部位位于濕地后部好氧段；濕地對(duì)總氮的去除率維持在50%以上，最高達(dá)到68%，與本工藝的室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果較為接近，說明本水質(zhì)凈化工藝在現(xiàn)實(shí)中也具有較好的處理效果。 二、幾種濕地基質(zhì)的對(duì)比研究 通過對(duì)火山石、沸石、碎石三種基質(zhì)的比較發(fā)現(xiàn)：火山石的堆積密度最小，僅為693kg·m~(-3)，碎石和沸石的堆積密度大約為火山石的兩倍；吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)表明氨氮在三種基質(zhì)表面的吸附在6小時(shí)后達(dá)到平衡；通過對(duì)等溫吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合發(fā)現(xiàn)火山石和碎石符合Langmuir等溫吸附方程，而沸石更符合Freundlich等溫吸附方程，通過對(duì)方程相關(guān)參數(shù)的分析表明沸石對(duì)氨氮的理論飽和吸附量最大，火山石次之，碎石最差；通過生物膜量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)體積一定時(shí)，沸石的生物膜量最大。 三、幾種濕地植物的對(duì)比研究 本文通過對(duì)四種濕地植物根系泌氧軸向分布進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)四種植物的泌氧濃度都是沿軸向先升高后降低，在從根基算起的根長度的1/4處達(dá)到最大值，在根尖處達(dá)到最小值；對(duì)根系的徑向泌氧研究發(fā)現(xiàn)，四種植物根的徑向泌氧能夠擴(kuò)散到周圍500μm的范圍；通過對(duì)泌氧量大小的比較得出4種濕地植物的平均泌氧量大小為：鳶尾蘆竹香蒲蘆葦。 【關(guān)鍵詞】：好氧/厭氧串聯(lián) 氨氮 吸附 根系泌氧
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 前言12-13
• 1 緒論13-28
• 1.1 研究背景13-16
• 1.1.1 農(nóng)村生活污水特點(diǎn)13
• 1.1.2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)13-16
• 1.2 人工濕地概述16-21
• 1.2.1 人工濕地概念16
• 1.2.2 人工濕地發(fā)展歷史16-17
• 1.2.3 人工濕地的構(gòu)造與分類17-18
• 1.2.4 人工濕地的去污原理18-20
• 1.2.5 潛流濕地水質(zhì)凈化存在的問題20-21
• 1.3 濕地植物21-24
• 1.3.1 濕地植物的概念和作用21-22
• 1.3.2 濕地植物的篩選22
• 1.3.3 根系泌氧的概念22
• 1.3.4 根系泌氧的影響因素及測(cè)定方法22-24
• 1.4 濕地基質(zhì)24-26
• 1.4.1 基質(zhì)的定義24
• 1.4.2 基質(zhì)的吸附作用24
• 1.4.3 基質(zhì)的使用現(xiàn)狀及存在的問題24-26
• 1.5 研究目的與內(nèi)容26-28
• 1.5.1 研究目的26
• 1.5.2 研究內(nèi)容26-27
• 1.5.3 技術(shù)路線27-28
• 2 新型潛流人工濕地的建設(shè)及水質(zhì)凈化效果28-41
• 2.1 材料與方法28-29
• 2.1.1 人工濕地的選址與設(shè)計(jì)28-29
• 2.1.2 分析測(cè)試方法29
• 2.2 結(jié)果與分析29-39
• 2.2.1 人工濕地對(duì) COD 的去除效果29-32
• 2.2.2 人工濕地對(duì)氨氮的去除效果32-35
• 2.2.3 人工濕地對(duì)總氮的去除效果35-39
• 2.3 本章小結(jié)39-41
• 3 基質(zhì)的篩選及吸附性能的研究41-58
• 3.1 材料與方法41-43
• 3.1.1 試驗(yàn)儀器41
• 3.1.2 試驗(yàn)材料與試劑41
• 3.1.3 試驗(yàn)方法41-43
• 3.2 結(jié)果與分析43-55
• 3.2.1 堆積密度的測(cè)定43-44
• 3.2.2 基質(zhì)投加量的確定44-46
• 3.2.3 基質(zhì)對(duì)氨氮的吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)46-48
• 3.2.4 基質(zhì)對(duì)氨氮的等溫吸附試驗(yàn)48-51
• 3.2.5 基質(zhì)對(duì)氨氮的解吸試驗(yàn)51-54
• 3.2.6 生物膜量54-55
• 3.3 討論55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 4 濕地植物的篩選及根系泌氧能力的研究58-66
• 4.1 材料與方法58-59
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料58
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法58-59
• 4.2 結(jié)果與分析59-64
• 4.2.1 根際泌氧的軸向分布59
• 4.2.2 根際泌氧的徑向分布59-62
• 4.2.3 四種濕地植物根際泌氧能力的比較62-63
• 4.2.4 濕地植物的篩選63-64
• 4.3 討論64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 5 問題與展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果72
• 個(gè)人簡歷72
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

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