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一种改进人工湿地污水氮磷变化机制及流态分析

作　者: 谈玲
导　师: 何成达
学　校: 扬州大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 潜流人工湿地净化污水流态分析变化机制停留时间分布基质试验结果流态特征反应器去除机制
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 3次
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内容摘要

人工湿地是本世纪七十年代蓬勃兴起的一种处理污水的方式,它的原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列的物理的、化学的以及生物的途径净化污水。自联邦德国1974年首次建造人工湿地以来,该工艺已在欧洲得到推广应用,在美国和加拿大等国也得以迅速发展。近年来,大量研究发现氮和磷能刺激藻类和光合水生生物的生长,使水体富营养化加剧。减少废水中营养盐(特别是氮磷)的排放量已引起了世界范围的重视,特别是在发达国家,对排放水中氮和磷含量有严格的控制标准。因此,研究人工湿地对污水中氮磷的去除机制十分必要。同时,人工湿地内部的水流状况决定湿地生态环境的理化性质及营养物的输入输出,因而直接影响污水的净化效果。然而,由于受湿地结构、植物根系、生物膜等多种因素的影响,目前对湿地水流状况的研究工作较少,尚有待于进一步研究。本文着重研究一种改进的潜流人工湿地——波式潜流人工湿地(Wavy Subsurface Constructed Wetland,简称W-SFCW)的氮磷分布及去除效果,并对其内部水流特性做初步分析。主要内容包括: (1) 研究潜流人工湿地脱氮除磷的机理,并与传统潜流人工湿地(Subsurfac-e Constructed Wetland,简称SFCW)进行对比试验研究,分析W-SFCW各组成部分(基质、植物)氮磷含量,讨论氮变化规律及与细菌硝化-反硝化活性的关系。试验结果表明,W-SFCW基质和植物截留氮、磷的含量普遍高于SFCW,细菌硝化.反硝化活性也相对较高 (2) 研究W-SFCW中水流状况,运用化学工程中反应器理论分析W-SFCW中的停留时间分布,将实际流态特征与理想反应器流态特征进行对比分析。试验结果发现,W-SFCW比SFCW更接近推流,且W-SFCW流态和3个串联的CSTR停留时间分布图较为相近。W-SFCW中滞留区较小,水流均匀性也较好。本研究所得到的试验数据和成果,对于湿地优化设计和运行有较大的意义。

全文目录

第一章绪论  8-20
  1．1 问题的提出  8-9
  1．2 综述  9-16
    1．2．1 人工湿地脱氮除磷机理  9-13
    1．2．2 示踪法研究湿地内部水流特性的理论  13-16
  1．3 研究内容及试验装置  16-20
    1．3．1 湿地进出水氮、磷的去除情况  16
    1．3．2 研究目的及内容  16-17
    1．3．3 试验流程及装置  17-20
第二章氮素在W-SFCW中变化机制研究  20-38
  2．1 试验内容及方法  20-22
    2．1．1 试验内容  20
    2．1．2 试验方法  20-22
  2．2 数据及分析  22-36
    2．2．1 基质对NH_4~+的饱和吸附含量  22-23
    2．2．2 氮素在湿地基质、植物中的含量  23-32
    2．2．3 讨论  32-36
  2．3 本章结论  36-38
第三章磷素在W-SFCW中变化机制研究  38-47
  3．1 试验内容及方法  38
  3．2 数据及分析  38-45
    3．2．1 基质对磷的饱和吸附含量  38-39
    3．2．2 磷素在基质、植物中的含量  39-44
    3．2．3 讨论  44-45
  3．3 本章结论  45-47
第四章 W-SFCW和SFCW的水流特性比较研究  47-59
  4．1 试验内容与方法  47-48
    4．1．1 动态吸附试验  47-48
    4．1．2 试验内容及方法  48
  4．2 数据与分析  48-55
    4．2．1 污水在湿地中的理论停留时间与实际停留时间的比较  48-52
    4．2．2 波式湿地与传统湿地RTD图形形状比较  52-53
    4．2．3 波式湿地与传统湿地沿程浓度变化  53-54
    4．2．4 两个湿地的流态分析  54-55
    4．2．5 讨论  55
  4．3 本章结论  55-59
第五章结论及建议  59-61
  5．1 结论  59-60
  5．2 建议  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读硕士期间发表的学术文章目录  66

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