西安湿地资源及人工湿地污水处理研究

【摘要】：本文综述湿地科学和人工湿地污水处理技术的国内外研究进展,通过调查研究和模拟实验、理论分析,并借助遥感图像的解译分析,首次全面系统对西安地区湿地资源的总量、面积分布、结构类型、功能特征、生境演变及湿地效益价值、生态需水量等进行研究,建立了湿地4级分类指标体系,进行分类统计。研究结果表明,西安湿地资源总面积为900.96km~2,其中天然湿地面积为822.05 km~2,人工湿地面积为78.91 km~2。现存湿地生态效益价值约为每年3158.65×10~8元,引用詹姆斯“损失—浓度曲线”,分析了水污染造成湿地功能价值经济损失率每年为40～55%,而且逐年在增加。湿地生态需水量研究表明最小需水量为每年14.49×10~8m~3,要维持现有湿地生态系统正常功能,需补充水5.4×10~8m~3,湿地植被、湿地土壤、回补地下水需水量占主要比例。 本文研究了西安典型湿地水生植物多样性,结果表明,湿地水生种子植物有15种,藻类植物有64种,优势种群为绿藻门(Chlorophyta)和蓝藻门(Cyanophym),裸藻门(Euglenophyta)和硅藻门(Bacillariophyta)次之,并优选出适合本地生长的耐污水生植物种,可推荐为西安及同类地区人工湿地污水处理引种。 建立人工湿地实验模型,试验研究了城市生活污水、二级生化出水及环境激素类污染物废水降解规律和净化机理。实验采用UASB做预处理单元,在水力负荷HLR7.0cm/d,人工湿地系统处理生活污水CODcr、BOD_5、NH_3-N、TP的表面负荷分别为2.56、1.5、0.36和0.04(g/m~2·d),去除率分别为90.56%、97.9%、85.56%和90.1%,SS和大肠菌去除率分别为97.6%、98.3%。在分析实验模型床体结构与流态特征的基础上,提出“回转式复合流人工湿地”概念。对试验湿地基质内部微生物种群数量的空间分布研究表明,上、下层间相差3个数量级,其中以假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和不动杆菌属(Acinetobacter)类群为优势菌。 二级生化出水人工湿地深度处理,在水力负荷HLR3.5cm/d、7.0cm/d、10.5cm/d、14.0cm/d时,试验结果表明CODcr、BOD_5、NH_3-N、TP去除率与水力负荷呈线性关系,并建立CODcr降解动态变化模型C_L=G_0 exp(K_1L+K_2L~2),在本实验研究条件下,求得K_1=-0.0157、K_2= 【关键词】：西安地区 湿地资源 修复与保护 人工湿地污水处理
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X703
【目录】：

• 1 文献综述10-30
• 1.1 湿地国内外研究现状10-14
• 1.1.1 湿地国外研究现状10-12
• 1.1.2 国内湿地研究与发展12-14
• 1.2 人工湿地污水净化技术14-27
• 1.2.1 人工湿地的发展14-15
• 1.2.2 污水净化机理15-17
• 1.2.3 人工湿地的主要影响因素17-19
• 1.2.4 湿地动力学19-26
• 1.2.5 研究与应用前景展望26-27
• 1.3 湿地与环境激素27-28
• 1.4 本文研究目的与主要研究内容28-30
• 1.4.1 课题来源及研究目的28-29
• 1.4.2 主要研究内容29-30
• 2 西安地区湿地资源研究30-62
• 2.1 湿地资源现状与类型分布31-34
• 2.1.1 研究方法31-32
• 2.1.2 分类指标体系的建立32-33
• 2.1.3 湿地资源现状与类型33-34
• 2.2 湿地结构特征与生态功能34-43
• 2.2.1 湿地生态系统特征34-35
• 2.2.2 天然湿地消长规律35-37
• 2.2.3 湿地资源动态变化37-38
• 2.2.4 湿地对局地小气候的改善38-39
• 2.2.5 湿地生态效益价值研究39-43
• 2.3 湿地生态安全与健康评价43-55
• 2.3.1 湿地生态系统健康面临的主要威胁43-46
• 2.3.2 湿地生态功能损失分析46-49
• 2.3.3 湿地生态环境需水量测算49-55
• 2.4 典型湿地水生植物多样性研究55-58
• 2.4.1 研究方法55
• 2.4.2 结果与分析55-56
• 2.4.3 耐污水生植物种属56-58
• 2.5 西安湿地修复与保护途经探讨58-61
• 2.6 本章小结61-62
• 3 人工湿地城市污水处理实验研究62-74
• 3.1 实验部分62-64
• 3.1.1 实验系统装置62-63
• 3.1.2 材料和方法63-64
• 3.2 结果与讨论64-72
• 3.2.1 污染负荷与降解规律64-69
• 3.2.2 预处理单元设置的选择69-70
• 3.2.3 床体结构与流态特征70
• 3.2.4 湿地微生物的空间分布70-72
• 3.3 本章小结72-74
• 4 人工湿地二级生化出水深度处理实验研究74-87
• 4.1 实验部分74-75
• 4.1.1 实验装置74
• 4.1.2 材料和方法74-75
• 4.2 结果与讨论75-86
• 4.2.1 水力负荷与去除率关系75-77
• 4.2.2 有机污染物动态降解模型77-79
• 4.2.3 基质氧化还原电位与氮转化79-80
• 4.2.4 湿地氮磷无机离子动态变化规律80
• 4.2.5 总氮降解动力学80-82
• 4.2.6 湿地系统磷转化数学模型82-86
• 4.3 本章小结86-87
• 5 人工湿地环境激素类污染物的净化模拟实验研究87-95
• 5.1 研究内容87
• 5.2 材料和方法87
• 5.3 结果与讨论87-94
• 5.3.1 进水浓度与去除负荷87-89
• 5.3.2 湿地对污水挥发酚降解规律89-91
• 5.3.3 污水LAS湿地降解动力学91-94
• 5.4 本章小结94-95
• 6 人工湿地污水处理工艺设计与应用95-105
• 6.1 工艺设计与参数选取95-99
• 6.1.1 工艺流程95
• 6.1.2 设计模式与参数95-99
• 6.2 湿地阻塞成因与控制99-101
• 6.2.1 床体基质堵塞的成因99-100
• 6.2.2 运行中堵塞的预防控制100-101
• 6.3 工程应用设计实例101-105
• 6.3.1 工程概况101
• 6.3.2 工艺设计101-102
• 6.3.3 结构设计102-103
• 6.3.4 运行效果103-105
• 7 结论105-108
• 致谢108-109
• 参考文献109-115
• 附录 读博期间发表论文与科研成果115

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