火山岩人工湿地处理三种类型污水的实验研究

【摘要】：当前,水资源短缺以及水污染问题已经成为世界性的水环境问题,在发展中国家该问题尤为突出。水体污染问题严重威胁着我国经济、社会和人文等多方面可持续性发展。尽管国家对水污染治理投入了大量的人力物力,但是,水环境并没有完全得到有效的改善。人工湿地作为近年来兴起的一种新型污水处理技术,在水污染控制方面正发挥着越来越重要的作用。人工湿地污水处理技术具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理。本实验通过针对污水中COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43--P等指标,考察火山岩填料的人工湿地处理生活污水、低污染物浓度废水和高硝态氮浓度污水的实际效果。实验期间,针对不同的影响因子,控制调配其变化,研究DO、HRT和C/N对于污染物去除效果的影响。在课题研究期间,取得如下结果:1)在处理生活污水,采用人工曝气,逐步提高曝气量可以提高人工湿地对于污染物的去除效率,尤其是对于COD、NH4+-N。但对于总磷来说,区别不大,说明磷的去除主要是依靠基质的吸附作用。当水中溶解氧为3mg/L左右时,污染物的去除效果最好,COD、NH4+-N的去除率均能达到90%以上,出水水质良好。磷酸盐的去除率由于进水含量较低所以去除率不高,只有50%左右。实验认为,DO的值取5mg/L,可以得到较好的氨氮去除效果。2)在处理低污染物浓度废水,水力停留时间的增加能提高COD和氨氮的去除率。当HRT分别为1.5、2.5、4.0天时,CODcr的平均去除率分别为57.1%、72.6%、78.1%,氨氮的平均去除率为53.8%、98%、99%,明显提高。水力停留时间较低时,COD和氨氮去除率波动变化大,生化反应不充分。而且较长的停留时间使得反硝化作用减弱,氨氮全部转化为NO3--N排出。水力停留时间可以影响磷酸盐的去除率,但是效果不大,污水中磷的去除主要依靠基质吸附和离子交换作用。水力停留时间取2.5天,可以得到较好的去除效果。3)在处理高硝态氮污水,外加碳源的种类影响着和硝化和反硝化作用的进行。本试验主要针对高硝态氮浓度的废水,所以选取乙酸钠作为外加有机碳源,发现随着碳氮比的增加硝态氮的去除率都大幅度增加,从C/N为1:1时的不去除,到C/N为5:1时,NO3--N和PO43--P的去除率分别增加到85%和65%。碳氮比的增加对于有机物的去除影响不大。C/N比取5:1,可以得到较好的去除效果。4)以火山岩填料作为人工湿地基质,生物膜培养状态良好,有机物、氮的去除率均处于较高水平,磷的去除效果不明显。5)人工湿地作为一种生态污水处理工艺,具有良好的环境功能和生态价值,值得推广与应用。 【关键词】：人工湿地 火山岩填料 DO HRT C/N
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• 英文摘要6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 引言10-12
• 1.2 课题来源及研究目的12-13
• 1.2.1 选题来源12
• 1.2.2 研究目的12-13
• 1.3 主要的研究内容和研究路线13-15
• 1.3.1 主要研究内容13
• 1.3.2 主要研究路线13-15
• 第二章 人工湿地污水处理系统概述15-28
• 2.1 人工湿地概述15-23
• 2.1.1 人工湿地的定义15
• 2.1.2 人工湿地的分类15-18
• 2.1.3 人工湿地的构成18-19
• 2.1.4 人工湿地的净化机理19-23
• 2.2 人工湿地的国内外研究进展23-26
• 2.3 本课题所做的研究26
• 2.4 小结26-28
• 第三章 试验系统及方法介绍28-37
• 3.1 人工湿地的设计概述28-30
• 3.1.1 人工湿地的面积设计28-29
• 3.1.2 水力停留时间29-30
• 3.1.3 湿地深度及长宽比30
• 3.1.4 集配水系统的设计30
• 3.2 试验系统介绍30-32
• 3.2.1 基质的选择30-31
• 3.2.2 植物的选择31
• 3.2.3 试验装置31-32
• 3.3 水质检测方法介绍32-33
• 3.4 挂膜试验介绍33-36
• 3.5 小结36-37
• 第四章 火山岩人工湿地处理生活污水实验研究37-44
• 4.1 试验方案37-38
• 4.2 试验结果及原因分析38-42
• 4.2.1 不同溶解氧浓度对有机物的去除结果影响分析38-39
• 4.2.2 不同溶解氧浓度对氨氮的去除结果影响分析39-42
• 4.2.3 不同溶解氧浓度对磷酸盐的去除结果影响分析42
• 4.3 小结42-44
• 第五章 火山岩人工湿地处理低污染物浓度废水实验研究44-50
• 5.1 试验方案44-45
• 5.2 试验结果及原因分析45-48
• 5.2.1 不同水力停留时间对有机物的去除结果影响分析45-46
• 5.2.2 不同水力停留时间对氨氮的去除结果影响分析46-48
• 5.2.3 不同水力停留时间对磷酸盐的去除结果影响分析48
• 5.3 小结48-50
• 第六章 火山岩人工湿地处理高硝态氮浓度污水实验研究50-55
• 6.1 试验方案50-51
• 6.2 试验结果及原因分析51-53
• 6.2.1 不同碳氮比对有机物的去除结果影响分析51-52
• 6.2.2 不同碳氮比对硝态氮的去除结果影响分析52-53
• 6.2.3 不同碳氮比对磷酸盐的去除结果影响分析53
• 6.3 小结53-55
• 结论和建议55-57
• 结论55-56
• 建议56-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士期间发表论文情况63-64
• 致谢64

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