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农田排水中氮、磷等主要污染物的净化技术研究

作　者: 郑垒
导　师: 颜智勇
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 农田排水水生植物植物筛选沟渠净化氧化塘净化
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文对农田排水中氮、磷等主要污染物的净化技术进行了研究,通过对农田施肥和排水的调查得出农户在农作物生长期间的施肥和排水规律,通过农田水在施肥后一定时间内水质变化规律的研究,分析了农田水对周围水体的威胁。以农田水为试验对象,筛选出了适合当地气候的高效净化氮、磷等农田水中主要污染物的植物。以筛选出的净化植物的吸收利用为主要手段,辅以水体自净作用,利用沟渠净化系统和氧化塘净化系统的组合技术将农田水在排出途径和收集系统内进行水质净化,使农田水在进入周围水体前得到了有效的净化。1.通过对农户施肥的调查和农户施肥后农田中水体水质进行监测表明：(1)农户一般在耕地时使用少量尿素或复合肥,在第二次施肥即插秧时使用碳酸氢铵的量较大。(2)农田中施肥后氨氮、总氮、总磷和COD浓度最高分别可达149mg/L、165mg/L、1.55mg/L和89mg/L,农田水中各污染指标对周围水体存在很严重的威胁。氨氮和总氮一般在第10天和第13天时降低到2.00mg/L以下,总磷在11-14天时可降低到0.05mg/L以下,COD浓度一般在第5-7天时降低到20mg/L以下。2.以农田水为试验对象,进行试验筛选,结果如下：(1)经14天的植物筛选试验,无植物净化系统氨氮、总氮、总磷和COD的净化效率分别为53.4%、50.5%、41.6%和36.7%。(2)有植物净化系统的净化效率高于无植物净化系统的净化效率,经14天的植物筛选试验,对氨氮净化效果较好的植物为芦苇、千屈菜、狐尾藻、金鱼藻和浮萍,以上各植物净化系统净化效率都在86.2%以上；对总氮净化效果较好的芦苇、千屈菜、狐尾藻、金鱼藻和浮萍,以上各植物净化系统净化效率都在83.2%以上；对总磷净化效果较好的植物是香蒲、美人蕉、芦苇、金鱼藻、狐尾藻和浮萍,以上净化系统净化效率都在81.6%以上；对COD净化效果较好的有芦苇、香蒲和千屈菜等净化系统,以上净化系统净化效率都在56%以上。3.在农田水流经沟渠排出时将农田水净化,经沟渠净化后在由氧化塘收集并进行水质净化实验,结论如下：(1)沟渠净化的最佳流速为3～3.5m/min,在此流速下沟渠对氨氮、总氮、总磷和COD的净化效率分别可以达到13.4%、12.3%、12.5%和26.2%。沟渠中种植一定量的金鱼藻、茭白和美人蕉净化效率明显高于无植物种植的沟渠,沟渠清污后对氨氮、总氮和总磷的净化效果恢复可以在30天之内完成,沟渠清污后的90天内对COD的净化效率随时间延长而提高,提高过程缓慢。(2)有以水生植物为基础的生态浮床存在的氧化塘在60天时对氨氮、总氮和总磷的去除效率分别达到了68.8%、67.4%和47.4%明显高于无生态浮床的氧化塘48.8%、51.8%和32.5%,对有机物的去除效率两塘基本相当。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-18
  1.1 农田排水及其净化技术  11-14
    1.1.1 农田排水  11
    1.1.2 农田排水净化技术  11-12
    1.1.3 农田排水净化技术的研究背景  12-14
  1.2 国内外研究现状和研究课题来源  14-15
    1.2.1 国内外研究现状  14-15
    1.2.2 研究课题来源  15
  1.3 研究目的、研究内容与技术路线  15-18
    1.3.1 研究目的与研究意义  15-16
    1.3.2 主要研究内容  16-17
    1.3.3 技术路线  17-18
第二章农田排水规律调查与研究  18-30
  2.1 调查对象与研究方法  18
  2.2 农田施肥规律调查研究  18-20
  2.3 农田水水质变化规律研究  20-28
    2.3.1 研究方法和水质指标  20
    2.3.2 农田水中氮的变化规律  20-25
    2.3.3 农田水中磷的变化规律  25-26
    2.3.4 农田水中有机物的变化规律  26-28
  2.4 农田排水规律调查研究  28
  2.5 分析与讨论  28-29
  2.6 小结  29-30
第三章净化植物的筛选研究  30-44
  3.1 净化植物概述  30-32
    3.1.1 当地农田土著植物调查  31
    3.1.2 净化植物筛选依据、原则  31-32
  3.2 试验设计  32-34
    3.2.1 试验植物的选择  32-33
    3.2.2 其他试验材料  33
    3.2.3 净化植物的筛选方法  33-34
  3.3 植物的净化效果  34-41
    3.3.1 净化植物对氨氮(NH3-N)的净化效果  35-36
    3.3.2 净化植物对总氮(TN)的净化效果  36-38
    3.3.3 净化植物对总磷(TP)的净化效果  38-39
    3.3.4 净化植物对化学需氧量(COD)的净化效果  39-41
  3.4 净化植物的生物量变化  41-42
  3.5 分析与讨论  42
  3.6 小结  42-44
第四章农田排水沟渠净化技术研究  44-54
  4.1 沟渠  44-45
    4.1.1 沟渠的分类  44
    4.1.2 沟渠的水流特性  44-45
  4.2 沟渠净化的试验设计  45-47
    4.2.1 试验设计  45
    4.2.2 试验条件  45-47
  4.3 试验方法及沟渠净化效果分析  47-52
    4.3.1 沟渠中水流流速对净化效果的影响  47-49
    4.3.2 沟渠中净化植物种类对净化效果的影响  49-50
    4.3.3 沟渠的清污对净化效果的影响  50-52
  4.4 分析与讨论  52-53
  4.5 小结  53-54
第五章氧化塘净化农田排水研究  54-64
  5.1 氧化塘及其特点  54-55
  5.2 试验设计  55
  5.3 试验条件和试验方法  55-59
    5.3.1 试验条件  55-56
    5.3.2 试验方法  56-59
      5.3.2.1 设计生态浮床  56-58
      5.3.2.2 采样点选择和采样频率的确定  58-59
  5.4 氧化塘的净化效果  59-62
    5.4.1 氨氮的净化效果  59-60
    5.4.2 总氮的净化效果  60
    5.4.3 总磷的净化效果  60-61
    5.4.4 COD的净化效果  61-62
  5.5 分析与讨论  62-63
  5.6 小结  63-64
第六章结论及建议  64-67
  6.1 结论  64-66
  6.2 建议  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
作者简介  72

农田排水中氮、磷等主要污染物的净化技术研究

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