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稳定表流湿地水力条件对污染物降解的影响研究

作　者: 张莹
导　师: 王成端
学　校: 西南科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 稳定表流湿地流速进水方式回流水力停留时间
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

稳定表流湿地可以利用荒废的河道、沼泽地、峡谷、废弃的水库等地段建设，且稳定表流池也可以设计成不规则形状、矩形、圆形或方形。为了进一步研究不同形状、不同结构的稳定表流湿地在不同水力条件下对生活污水中各种污染物的降解影响，本课题设计了一组稳定表流湿地池，旨在优化湿地的运行条件，改善湿地的出水水质。具体研究内容和结果如下：（1）设计由矩形推流稳定表流湿地（RPSSFW）、矩形折流稳定表流湿地（RBSSFW）、圆形推流稳定表流湿地（CPSSFW）、圆形折流稳定表流湿地（CBSSFW）四个湿地池所组成的试验系统。（2）在出水流速分别为2.31ml·s^-1、4.63ml·s^-1、6.94ml·s^-1的条件下，对比研究了矩形推流稳定表流湿地、矩形折流稳定表流湿地、圆形推流稳定表流湿地和圆形折流稳定表流湿地对生活污水中CODcr、TP、TN和NH₃-N的去除效果。结果表明：水流速度影响着湿地内各种物质的混合程度，污水在湿地内的停留时间，控制着湿地内各种物质的传质速率，同时也影响着湿地内形成死水区域的大小，对湿地内CODcr、TP、TN和NH₃-N的去除率均存在显著性差异；水流速度相同时，不同形状和结构的湿地对污染物的去除效果不同。（3）不同进水方式运行阶段，在进水量为0.4m³·d^-1的条件下，对矩形推流稳定表流湿地和矩形折流稳定表流湿地分别进行一点进水——池子前端进水、两点进水——池子前端和中间同时进水的对比试验研究。结果表明：两点进水时，虽增加了进水点使湿地内的布水更加均匀，并补充了后半段湿地池内的碳源，但却缩短了部分污水在湿地内的流经路径和水力停留时间，不利于湿地对氮和磷的去除。（4）在出水水流流速为4.63ml·s^-1、水力负荷为0.53m³·m^-2·d^-1的条件下，采用圆形推流稳定表流湿地进行无回流和将出水100%回流至进水端的对比试验研究。结果表明：回流湿地的出水至进水区，对湿地进水区和反应区的污水起到了一定的稀释作用，并且使湿地内静止的水流动了起来，提高了湿地内各种物质的传质速率以及各种物质的混合程度，减小了湿地内死水区的形成面积，提高了湿地的有效利用率，优化了湿地内的水流流态，利于湿地对污染物的去除，特别是对氮的去除。（5）在进水水量为0.2m³，出水水流流速为2.31ml.s^-1的条件下，对稳定表流湿地系统进行不同水力停留时间的试验研究，分析不同的水力停留时间对生活污水中污染物降解的影响。研究表明：①各构型稳定表流湿地对CODcr的去除效果随水力停留时间的延长而增大，但变化幅度不大。夏季水力停留时间为1d时，RPSSFW、RBSSFW、CPSSFW和CBSSFW出水CODcr平均浓度依次为38.11mg·L^-1、48.83mg·L^-1、41.25mg·L^-1和35.89mg·L^-1，达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准。冬季时可适当延长水力停留时间，以达到较好的CODcr去除效果。②折流式稳定表流湿地对TP的去除效果较推流式受水力停留时间的影响大。水力停留时间由1d增加至4d，RBSSFW和CBSSFW对总磷的平均去除率分别增长了28.9%和22.5%，RPSSFW和CPSSFW对总磷的平均去除率分别增长了12.62%和8.05%。推流式稳定表流湿地对TP的去除率与进水中TP的浓度有着较明显的正相关关系。③湿地对氮的去除受水力停留时间的影响较大，在实际应用中可通过延长水力停留时间来达到生产需求。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-18
  1.1 前言  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 国外相关研究现状  11-12
    1.2.2 国内相关研究现状  12-15
  1.3 发展趋势  15-16
  1.4 研究内容  16-17
  1.5 技术路线和创新点  17-18
    1.5.1 技术路线  17
    1.5.2 创新点  17-18
2 试验系统的建立与试验分析方法  18-23
  2.1 试验系统的设计  18-21
    2.1.1 稳定表流湿地系统的设计思路  18
    2.1.2 试验装置  18-20
    2.1.3 基质的选择  20
    2.1.4 植物的选择  20-21
  2.2 试验用水  21-22
  2.3 试验分析方法  22-23
    2.3.1 水质监测方法  22
    2.3.2 数据分析方法  22-23
3 不同出水流速对稳定表流湿地净化污水效果的影响研究  23-40
  3.1 试验内容  23
  3.2 试验装置  23
  3.3 试验方法  23-24
  3.4 实验结果与分析  24-38
    3.4.1 进水水质范围  24
    3.4.2 不同出水流速条件下各构型稳定表流湿地对 CODcr的去除效果对比  24-29
    3.4.3 不同出水流速条件下各构型稳定表流湿地对 TP 的去除效果对比  29-32
    3.4.4 不同出水流速条件下各构型稳定表流湿地对 TN 的去除效果对比  32-35
    3.4.5 不同出水流速条件下各构型稳定表流湿地对 NH3‐N 的去除效果对比  35-38
  3.5 本章小结  38-40
4 进水方式对稳定表流湿地净化污水效果的影响研究  40-49
  4.1 试验内容  40
  4.2 试验装置  40-41
  4.3 试验方法  41
  4.4 实验结果与分析  41-48
    4.4.1 进水水质范围  41
    4.4.2 两种进水方式对 CODcr的去除效果对比  41-44
    4.4.3 两种进水方式对 TP 的去除效果对比  44-45
    4.4.4 两种进水方式对 NH3‐N 的去除效果对比  45-48
  4.5 本章小结  48-49
5 回流对稳定表流湿地净化污水效果的影响研究  49-56
  5.1 试验内容  49
  5.2 试验装置  49
  5.3 试验方法  49-50
  5.4 实验结果与分析  50-55
    5.4.1 进水水质范围  50
    5.4.2 回流对 CODcr的去除效果对比  50-51
    5.4.3 回流对 TP 的去除效果对比  51-53
    5.4.4 回流对 NH3‐N、TN 的去除效果对比  53-55
  5.5 本章小结  55-56
6 不同水力停留时间对稳定表流湿地污水净化效果的影响研究  56-70
  6.1 试验内容  56
  6.2 试验装置  56-58
  6.3 试验方法  58
  6.4 实验结果与分析  58-68
    6.4.1 进水水质范围  58
    6.4.2 不同水力停留时间对各种污染物净化效果的影响  58-68
  6.5 分析与讨论  68-69
  6.6 本章小结  69-70
7 结论与建议  70-72
  7.1 结论  70-71
  7.2 建议  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果  78

稳定表流湿地水力条件对污染物降解的影响研究

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