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组合人工湿地污水处理系统实践研究

作　者: 李建娜
导　师: 胡曰利；吴晓芙
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 组合人工湿地污水处理去除率季节变化氮磷植物吸收贡献率
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

在大量阅读现有人工湿地系统的文献资料和研究成果的基础上,综述人工湿地污水处理技术的国内外研究进展,分析人工湿地在推广应用中面临的挑战,提出人工湿地改型研究的思路。本研究基于中南林业科技大学构建的组合人工湿地模式,主要针对组合人工湿地污水处理系统的净化效果及其季节变化和年际变化进行深入的研究和分析；对组合系统中各单元的贡献及季节变化对单元去污能力的影响进行分析；对系统中植物吸收作用在脱氮、除磷过程中的贡献进行探讨和研究；其目的在于使该项技术得到进一步的完善,为今后人工湿地工程的设计和运行管理提供理论依据和实践经验。组合人工湿地系统处理校园生活污水的研究结果表明：系统对生活污水中各污染物均具有明显净化效果,即使在气温低,植物生长停止,微生物活性很低的冬季,系统大多数污染物质的去除率仍在60%以上。组合系统各单元去污能力及其对系统去污的贡献会随季节变化出现差异,但温度季节性变化对组合人工湿地污水处理系统的整体处理效率影响较小。好氧生化池和潜流人工湿地所起的作用最大,分别承担了CODcr、TN和TP的去除,生物调节池对各污染物去除能力最小,但作用不可忽视。系统中形成的生态结构是各单元之间互补作用的内在因素。系统中植物研究表明：系统中引种植物均生长良好,具有一定的景观效应。不同植物N、P含量具有一定差异,且在同一生境中,不同植物的生物量差异显著。植物N、P积累量与植物生物量之间显示一个显著的正线性关系,相关系数(R2)分别为0.8934和0.7887；植物N、P积累量与植物体内N、P含量也呈正线性关系,但相关性较差,相关系数(R2)分别为0.4996和0.4850。各单元中植物吸收对N、P去除的贡献率与单元进水负荷有关,结果表明植物对N、P的吸收在低负荷系统中占有显著优势,表流湿地单元中植物吸收对N、P去除的贡献率高于生物调节池和潜流湿地两个单元。在本组合系统中植物吸收对单元N、P去除仅起到有限作用,其贡献率在2%-10%左右。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-28
  1.1 我国水资源现状及目前污水处理技术  10-12
  1.2. 人工湿地污水处理技术及其净化机理  12-18
    1.2.1 人工湿地污水处理技术  12-15
      1.2.1.1 人工湿地起源  12-13
      1.2.1.2 人工湿地的类型  13-15
      1.2.1.3 人工湿地的基本组成  15
    1.2.2 人工湿地的净化机理  15-18
      1.2.2.1 人工湿地对有机物的去除机理  16
      1.2.2.2 人工湿地对氮的去除机理  16-17
      1.2.2.3 人工湿地对磷的去除机理  17
      1.2.2.4 人工湿地对其他物质的去除机理  17-18
  1.3 人工湿地污水处理系统中的植物  18-21
    1.3.1 人工湿地中植物的作用  18-20
      1.3.1.1 植物直接吸收作用  18-19
      1.3.1.2 植物的根系区域为微生物生存提供栖息场所  19-20
      1.3.1.3 加强水力传导,维持通气状况  20
    1.3.2 植物净化污水的优势与缺点  20-21
  1.4 人工湿地污水处理系统研究现状  21-23
    1.4.1 国外人工湿地研究概况  21-22
    1.4.2 国内人工湿地研究概况  22-23
  1.5 人工湿地在污水处理中面临的挑战  23-24
  1.6 组合人工湿地污水处理系统  24-26
  1.7 课题研究意义及研究内容  26-28
2 组合人工湿地污水处理系统的构建  28-36
  2.1 项目概况  28
  2.2 组合人工湿地污水处理系统工艺流程  28-29
  2.3 组合人工湿地污水处理系统各组成单元  29-31
    2.3.1 A-生物调节池  29
    2.3.2 B-好氧生化池  29-30
    2.3.3 C-D复合人工湿地  30-31
  2.4 组合单元构筑参数  31
  2.5 组合人工湿地污水处理系统构建原理  31-33
    2.5.1 组合增效原理  31-32
    2.5.2 生态学原理  32-33
  2.6 组合系统中植物的选择与管理  33-36
    2.6.1 生物调节池植物  33
    2.6.2 潜流湿地植物  33-34
    2.6.3 表流湿地植物  34
    2.6.4 植物的管理  34-36
3 组合人工湿地污水处理系统运行状况及各单元功效  36-52
  3.1 运行监测  36-37
    3.1.1 水质分析项目与方法  36
    3.1.2 取样单元及位置  36-37
  3.2 组合人工湿地总体净化效果  37-39
  3.3 组合人工湿地对污染物去除效率的动态特征  39-44
    3.3.1 组合人工湿地对有机物(CODcr)去除效率的动态特征  39-40
    3.3.2 组合人工湿地对NH_4~+-N去除效率的动态特征  40-41
    3.3.3 组合人工湿地对TN去除效率的动态特征  41-43
    3.3.4 组合人工湿地对TP去除效率的动态特征  43-44
  3.4 各组合单元功效  44-51
    3.4.1 各组合单元去污能力  44-46
    3.4.2 季节变化对单元去污能力的影响  46-48
    3.4.3 各单元在组合系统中贡献  48-49
    3.4.4 季节变化对单元在组合系统贡献比的影响  49-51
  3.5 本章小结  51-52
4 组合人工湿地污水处理系统中的植物  52-68
  4.1 试验材料  52-53
  4.2 采样与分析  53
    4.2.1 植物样采集  53
    4.2.2 样品处理及分析  53
  4.3 植物含水率  53-54
  4.4 生物调节池植物结果与分析  54-58
    4.4.1 植物生长情况  54
    4.4.2 植物N、P含量及生物量分析  54-56
    4.4.3. 植物对N、P去除的贡献  56-58
  4.5 潜流湿地植物结果与分析  58-64
    4.5.1 植物生长情况  58-59
    4.5.2 植物N、P含量及生物量分析  59-63
    4.5.3 植物对N、P去除的贡献  63-64
  4.6 表流湿地植物结果与分析  64-66
    4.6.1 植物生长情况  64
    4.6.2 植物N、P含量及生物量分析  64-65
    4.6.3 植物对N、P去除的贡献  65-66
  4.7 本章小结  66-68
5 结论与建议  68-72
  5.1 结论  68-69
  5.2 研究的创新点  69-70
  5.3 建议  70-72
参考文献  72-81
攻读学位期间的主要学术成果  81-82
致谢  82

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