几种污水处理湿地脱氮效果研究

【摘要】：植物在污水处理湿地脱氮过程中具有重要直接作用,同时也为湿地微生物脱氮提供了良好的条件。污水处理湿地各种脱氮过程的活性受植物种类和季节性温度的影响,但对植物在污水处理湿地氮去除中的贡献还存在不同认识。研究植物在不同季节对污水处理湿地脱氮的影响,对污水处理湿地构建及脱氮效果提高有重要意义。本研究以菖蒲、香蒲、芦苇3种挺水植物为材料构建潜流型污水处理湿地系统,以同形式无植物湿地为对照(CK),通过春-夏、夏-秋两季间歇式均匀布水条件下的室外试验,研究不同季节植物的生长变化及植物、基质和微生物对污水中氮的去除效应,以进一步明确植物湿地的脱氮效果。取得以下结果:1、两季试验中,植物生物量及氮素吸收量随生长时间而增大。植物氮素吸收量与生物量及氮素含量显著正相关。春-夏季平均生物量积累大于夏-秋季,香蒲生物量及氮素积累量显著高于菖蒲和芦苇。芦苇生物量和累积量对季节变化的响应明显大于菖蒲和香蒲。2、两个试验季节,污水处理湿地湿地溶解氧(DO)含量波动变化,不同湿地系统出水DO浓度为春-夏季CK菖蒲湿地香蒲湿地芦苇湿地,夏-秋季CK菖蒲湿地芦苇湿地香蒲湿地;春-夏季湿地水体pH值先迅速上升后缓慢下降。夏-秋季,pH值先下降后上升。春-夏季,湿地系统出水DO和水体pH值均高于夏-秋季,说明温度越低,微生物活动耗氧量越少。3、污水处理湿地夏-秋季总氮(TN)去除率(90%以上)高于春-夏季,不同植物湿地TN去除率大小为春-夏季:芦苇湿地香蒲湿地菖蒲湿地CK,夏-秋季:香蒲湿地菖蒲湿地芦苇湿地CK。两个试验季节,污水处理湿地氨氮及总氮去除率与湿地水体pH、DO、NH4+-N、NO3--N、TN浓度极显著负相关;NH4+-N去除率与TN去除率极显著正相关,表明本试验的湿地设计可以满足不同温度下硝化和反硝化细菌的脱氮条件。4、各湿地系统夏-秋季基质TN含量略高于春-夏季,基质氮素吸附量为CK〉菖蒲湿地〉香蒲湿地〉芦苇湿地。春-夏季,湿地基质NH4+-N和NO3--N含量随时间呈先升高后降低的趋势,TN含量先波动后趋稳,夏-秋季,基质NH4+-N含量先升高后降低,NO3--N和TN含量无规律波动。5、两季试验中,湿地基质氨化细菌数量显著大于硝化和反硝化细菌,表明氨化细菌为污水处理湿地及植中的优势菌。但氨化细菌数量与TN去除率负相关,而亚硝化和反硝化细菌与NH4+-N及TN去除率正相关,表明硝化和反硝化过程对以氨态氮形态存在的氮的去除起重要作用。6、春-夏季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK湿地系统总氮去除总量分别为3.44 g、3.67g、3.76g和3.19g,其中基质吸附分别占36.74%%、26.11%、24.15%和42.57%,植物直接吸收分别占15.26%、41.30%、33.98%和0.00%,微生物分解的贡献分别为48.00%、32.65%、41.87%、57.43%。夏-秋生长季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK系统总氮去除总量分别为3.79 g、3.84g、3.70g和3.50g,其中基质吸附分别占28.50%、20.03%、20.76%和55.42%,植物直接吸收占6.96%、23.17%、8.15%和0.00%,微生物分解的贡献分别为65.54%、56.81%、71.09%和44.58%。整体来看,植物湿地的脱氮效率明显高于对照湿地,各脱氮途径对污水处理湿地氮去除的贡献率以微生物分解为最大,基质吸附其次,植物吸收的贡献最小,但春-夏试验季香蒲湿地以植物吸收为主要脱氮途径,对照系统夏秋试验季基质吸附脱氮超过微生物分解脱氮。 【关键词】：污水处理湿地 挺水植物 微生物 脱氮效果
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Summary5-9
• 第一章 前言9-17
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究进展（综述）10-15
• 1.2.1 污水处理湿地的发展与应用10-11
• 1.2.2 植物湿地研究11-13
• 1.2.3 污水处理湿地脱氮效果及影响因素研究13-15
• 1.3 研究目的及关键问题15-16
• 1.4 主要研究内容16
• 1.5 技术路线16-17
• 第二章 材料与方法17-20
• 2.1 试验区概况17
• 2.2 试验材料17-18
• 2.2.1 挺水植物17
• 2.2.2 湿地基质17
• 2.2.3 进水水质17-18
• 2.3 试验设计与控制18
• 2.4 测定指标及方法18-19
• 2.4.1 水质指标18-19
• 2.4.2 植物及基质指标19
• 2.5 数据分析19-20
• 第三章 结果与分析20-45
• 3.1 植物生长及吸氮量20-27
• 3.1.1 植物生长状况20-22
• 3.1.2 植物生物量22-24
• 3.1.3 植物氮素吸收量24-25
• 3.1.4 植物吸氮量及其与生物量和氮含量的相关性25-27
• 3.2 湿地基质土壤含氮量27-31
• 3.2.1 基质土壤铵态氮含量27-28
• 3.2.2 基质土壤硝态氮含量28-29
• 3.2.3 基质土壤总氮含量29-30
• 3.2.4 基质土壤氮素吸附量30-31
• 3.3 湿地微生物脱氮量31-36
• 3.3.1 脱氮微生物数量31-34
• 3.3.2 微生物氮素分解量34-35
• 3.3.3 微生物数量与湿地污水中各指标间的关系35-36
• 3.4 不同湿地脱氮效果36-39
• 3.4.1 氨氮（NH_4~+-N）去除率36-37
• 3.4.2 硝态氮（NO_3~--N）去除率37-38
• 3.4.3 总氮（TN）去除率38-39
• 3.5 不同脱氮途径的贡献率39-45
• 3.5.1 污水处理湿地系统总氮平衡39-40
• 3.5.2 湿地系统氮去除各途径贡献率40-41
• 3.5.3 水体DO和pH值对湿地脱氮效果的影响41-45
• 第四章 讨论与结论45-51
• 4.1 讨论45-48
• 4.1.1 污水处理湿地不同季节的脱氮效果45-46
• 4.1.2 湿地植物生长及对氮去除的贡献46-47
• 4.1.3 湿地基质对氮素去除的贡献47-48
• 4.1.4 脱氮微生物对湿地氮素去除的贡献48
• 4.2 结论48-51
• 参考文献51-56
• 致谢56-57
• 作者简介57-58
• 导师简介58

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

季节变化及植物生长对人工湿地处理效率的影响    和丽萍;陈静;杨逢乐;田军;范泽文;

湿地植物在人工湿地脱氮中的应用及研究进展    王玮;丁怡;王宇晖;宋新山;

5种湿地植物生理生长特性变化及其对污水净化效果的研究    李龙山;倪细炉;李志刚;李健;

基于植物昼夜释氧变化规律的复合垂直流人工湿地氮形态    陈梦银;朱伟;董婵;

5种水生植物对净化生活污水的效果研究    舒柳;

不同湿地植物土壤氮、磷去除能力比较    李胜男;崔丽娟;宋洪涛;张岩;高常军;郭嘉;韦玮;赵欣胜;张曼胤;王义飞;李伟;

8种植物床人工湿地脱氮除磷的研究    张岩;李秀艳;徐亚同;李素娜;陶寅;黄秋雨;蒋敏芝;

不同植物人工湿地对生活污水净化效果试验研究    张雪琪;吴晖;黄发明;夏世斌;

潜流人工湿地污水处理系统长期运行中pH及酸度和碱度的变化    张欢欢;黄玉明;

模拟人工湿地中植物多样性配置对硝态氮去除的影响    徐希真;黄承才;徐青山;蒋琴素;谷保静;常杰;葛滢;

梯级渗滤人工湿地处理城市污水试验研究    林艳

不同基质对垂直流人工湿地处理效果及堵塞影响研究    张翔凌

潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究    雒维国

基于季节变化与收割研究芦苇根系泌氧在湿地污染物去除中的作用    刘臣

低温季节不同类型人工湿地处理高污染河水研究    王凤香

人工湿地对污水净化效果的研究    孙光

垂直流人工湿地质流输氧机理研究及系统模型构建    王锋德

人工湿地及湿地植物对生活污水净化效果的研究    张洪刚

人工湿地对生活污水的净化效果与优势植物筛选研究    杨琼

植物多样性对人工湿地微宇宙甲烷排放的影响    赵争艳;钟雨辰;韩文娟;唐宇力;范丽琨;范星;常杰;葛滢;

植物配置对人工湿地污水处理效果的影响    张建民;范欣柯;孙显春;朱四喜;

不同水生植物类型表面流人工湿地系统对污水厂尾水深度处理效果    范远红;崔理华;林运通;高静;

几种常见吸附剂对废水中低浓度磷的吸附    唐朝春;陈惠民;张琪;叶鑫;刘名;

4种挺水植物、4种沉水植物及其组合群落去除模拟富营养化水体中总氮和总磷的作用比较    李欢;吴蔚;罗芳丽;黄文军;张明祥;

土壤渗滤系统中植物对地表雨水径流中磷的控制效果与影响分析    冯萃敏;蔡紫鹏;尹晓星;米楠;蔡志文;

黑藻对铬的耐受性分析    岳斌;常国华;高天鹏;

人工湿地水处理效率的meta分析    龙闹;刘茂松;

不同类型人工湿地对洞庭湖水质净化效果研究    潘琼;潘峰;

短期干湿交替胁迫对滴水观音叶片抗氧化系统的影响    朱启红;夏红霞;杨放;苏晓敏;

人工湿地基质蛭石及其生物膜对邻苯二甲酸酯的去除及机理    温志丹

城市化过程中人工湿地去污模式与强化技术研究    金晖

盐水湿地“生物—生态”景观修复设计与生态工法研究    叶郁

水平潜流人工湿地氮循环微生物效应及生态模型研究    修海峰

分散式养猪废水处理技术工艺研究    杨利伟

人工湿地中生物多样性与生态系统功能关系研究    朱四喜

BAF强化人工湿地工艺处理生活污水试验研究    韩晓丽

复合潜流人工湿地与生物接触氧化组合工艺处理生活污水的试验研究    梁建军

潜流人工湿地处理农村生活污水的工艺研究    张迎颖

潜流人工湿地水力学特性及其处理废水中有机污染物的研究    范立维

几种污水处理湿地脱氮效果研究    王小娟

人工湿地对生活污水的净化研究及影响因素分析    张欢

农村生活与农田灌溉混合污水人工湿地处理模式与效果分析    柳俊

微生物燃料电池—人工湿地系统处理污水效果及产电性能    杨广伟

表流人工湿地系统对污染物去除效果的研究    杨俊

泰安城市河流景观改造研究    贾晶晶

复合型人工湿地在不同季节对生活污水的处理及脱氮机理的研究    彭恋

柊叶在波式潜流人工湿地中的应用研究    陈福坤

东江源沿江村镇生活污水特征及治理技术研究    高小艳

某高校新校区雨水生态化综合利用研究    权威

多介质人工湿地对生活污水中氮和磷的去除效率研究    于君宝;侯小凯;韩广轩;管博;郑垒;

4种湿地植物的生长特性和污水净化效果研究    刘霄;唐婷芳子;黄岁樑;刘学功;

不同潜流人工湿地对河流污染物的去除功效研究    王凤香;王晓昌;郑于聪;周志强;杨洋;

人工湿地组合系统在污染水体治理中的应用    王全金;朱平;宋嘉骏;邹国林;

潜流湿地中微生物对三峡库区微污染水净化效果的影响    刘明;黄磊;高旭;马晓霞;杜刚;

3种类型水生植物及其组合对污染水体中铬、氮和磷的净化效果研究    胡啸;蔡辉;陈刚;石晓东;韩磊;

高氮磷胁迫下菖蒲(Acorus calamus Linn.)通气组织和根系释氧的响应    黄丹萍;贺锋;肖蕾;徐栋;吴振斌;

不同水生植物净化污染水源水的试验研究    耿兵;张燕荣;王妮珊;邓春生;

3种水生植物对富营养化水体的净化作用研究    刘盼;宋超;朱华;张清靖;贾成霞;

水生植物在人工湿地系统中的应用——以北京奥林匹克森林公园为例    杨利民;

水平潜流人工湿地净化受污染水体研究    闻岳

人工湿地与城市水体中生物膜特性及功能研究    李今

复合垂直流构建湿地微生物类群多样性及其活性研究    周巧红

乌鲁木齐河水环境污染特征及成因分析    李晓娜

北京地区人工湿地优势植物筛选及净化效果研究    马安娜

人工湿地对北方城市污水深度处理效果的研究    宋晨

人工湿地及湿地植物对生活污水净化效果的研究    张洪刚

不同构型湿地氧分布及脱氮效果对比    黄娟;王世和;钟秋爽;鄢璐;

植物光合及蒸腾特性对湿地脱氮效果的影响    雒维国;王世和;黄娟;鄢璐;黄俊;

固定化土著纯种细菌流化床的脱氮效果研究    宁安;李正魁;赖鼎东;张晓姣;杨竹攸;

应用神经网络评价地下水脱氮效果    左金龙;

高氨氮浓度下湿地植物筛选及脱氮效果研究    郭鑫;张列宇;席北斗;刘云;李晓光;

植物生理生态特性对人工湿地脱氮效果的影响    黄娟;王世和;钟秋爽;鄢璐;刘洋;王峰;

改性前后沸石及其再生脱氮效果对比分析    曾跃;王瑞璞;

固定化复合微生物对废水的脱氮效果    刘海琴;韩士群;李国锋;

改良多介质土壤层系统对污染河水的脱氮效果    李森;叶海;陈昕;薛峰;王同成;

一体式膜生物反应器同步除碳脱氮效果    刘贯一;彭秋月;

四种填料对自然水体同时硝化反硝化脱氮性能的研究    刘景明;于洋;徐岩;俞晟;王爱辉;

PCL-SND系统处理循环水养殖水体的初步研究    胡玉

纤维素载体预处理及其强化MBR脱氮效果研究    吴佳骏

几种污水处理湿地脱氮效果研究    王小娟

倒置A～2/O工艺污水生物脱氮效果研究    马俊

采用储碳方式提高系统的脱氮效果    倪永炯

砾石河床对水体中氮的去除效果试验研究    吴昊

反硝化滤池运行条件优化及其脱氮效果影响的研究    宋慧敏