水培-复合人工湿地处理城市污水季节稳定性中试研究

【摘要】：针对传统人工湿地存在着处理效率低、易堵塞、冬季处理效果差等问题，本研究拟开发出高效率、稳定及易于运行管理维护的极浅型水培-复合人工湿地新工艺。在课题组前面研究的基础上，对极浅型水培-复合人工湿地污水处理技术的稳定性、不同深度复合人工湿地季节性差异及黑麦草人工湿地在北方寒冷地区越冬的可行性等内容进行了研究。试验系统设在西安市某污水处理厂内，系统由三组深度分别为0.1m，0.3m和0.6m的水培槽、水平流湿地和垂直流湿地组成，试验原水采用污水厂初沉池出水，进水量为0.15m3/d，一天三次间歇进水。栽培植物为黑麦草，系统共运行九个月，跨越三个季度。研究结果表明： （1）以黑麦草作为栽种植物的水培-复合人工湿地工艺对城市生活污水处理效果良好。在春夏季节，0.1m、0.3m和0.6m三组系统出水中各项污染指标均可稳定达到城镇污水处理二级排放标准（GB18918-2002），其中深度为0.1m的极浅型水培-复合人工湿地对污水的净化效果明显好于0.3m和0.6m系列，在脱氮除磷方面优势明显。 （2）水培植物生态槽作为人工湿地的预处理设施对城市生活污水有较好的净化效果，尤其是对COD、SS有较强的去除能力，有效地削减了后续人工湿地的进水有机负荷和固体悬浮物浓度，降低了人工湿地的表面负荷和基质堵塞的风险；较浅的栽培水深使黑麦草根系更加发达，强化了植物的泌氧和对水中污染物质的吸收能力，并且发达的根系有利于水中微生物的附着和对悬浮物固体的截留。 （3）人工湿地中基质深度不仅与水力负荷、水力停留时间和容积负荷等密切相关，还直接影响着系统对污水的处理效果。当基质深度减小至0.1m时，湿地内部的溶解氧浓度和氧化还原电位明显升高，有效地解决了传统湿地中溶解氧不足和厌氧区过大的问题，提升了系统对污染物质的去除效率。 （4）在不同季节，不同基质深度的湿地处理效果差异显著。冬季气温低时，水中饱和氧浓度升高，湿地内部溶解氧和氧化还原电位均比其它季节高，这时抑制微生物活性的主要因素是温度；进入春夏季节气温升高，水中饱和氧浓度降低，使得湿地内部溶解氧和氧化还原电位降低，这时影响去除效率的主要抑制因素变为溶解氧。0.1m系列湿地基质深度最浅，湿地内部溶解氧浓度一直高于其他两系列，而在冬季其保温性能却较差。因此，在不同气候条件下，抑制因素和自身优势的不同导致不同深度人工湿地去除效果表现迥异。 （5）水培槽和人工湿地的去除效果在冬季结冰前后差异明显。结冰条件下，表面冰层极大的限制了大气复氧，导致其去除率显著下降。较大的水深和基质深度有利于保温，在冬季结冰气候下，0.6m系列表现出较好的稳定性。因此，实际工程中，极浅型人工湿地在冬季低温寒冷地区使用应注意到其保温问题，亦可采用与不同深度湿地组合使用。 （6）黑麦草适宜作为水培槽和人工湿地的栽培植物在冬季低温寒冷地区使用，可避免冬春季节湿地中换种植物带来的问题，亦节省管理维护费用。研究中发现，系统中黑麦草的生长情况好于陆地上的对照组，并且其对氮的吸收能力优于美人蕉，适时的对黑麦草收割利于促进其生长和污染物的去除。 【关键词】：人工湿地 水培 季节 深度 处理效果
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-16
• 1.1.1 水培技术简介9-10
• 1.1.2 人工湿地的定义、净化机理及应用10-13
• 1.1.3 人工湿地在冬季寒冷地区的越冬问题13-14
• 1.1.4 国内外研究动态14-16
• 1.2 课题来源、研究目的和意义16
• 1.3 研究内容、技术路线和创新点16-18
• 2 水培-复合型人工湿地系统概况及试验方法18-24
• 2.1 系统概况18-22
• 2.1.1 试验地点和气候条件18
• 2.1.2 工艺流程18-19
• 2.1.3 系统组成19-21
• 2.1.4 进水水质21-22
• 2.2 水培-复合型人工湿地系统的启动与运行22-23
• 2.2.1 系统的启动22
• 2.2.2 系统运行参数22-23
• 2.3 试验分析方法23-24
• 3 不同季节不同深度水培槽对污水的净化效果24-37
• 3.1 植物生长状况及分析24-26
• 3.2 进出水 PH、DO、ORP 和温度的变化26-28
• 3.3 对 COD 的去除效果及影响因素分析28-29
• 3.4 对 N 的去除效果及影响因素分析29-32
• 3.5 对 P 的去除效果及影响因素分析32-34
• 3.6 对 SS 的去除效果及影响因素分析34-35
• 3.7 本章小结35-37
• 4 不同季节不同深度人工湿地对污水的净化效果37-59
• 4.1 植物生长状况及分析37-38
• 4.2 进出水 PH、DO、ORP 和水温变化38-40
• 4.3 对 COD 的去除效果及影响因素分析40-43
• 4.4 对 N 的去除效果及影响因素分析43-49
• 4.4.1 总氮43-46
• 4.4.2 氨氮46-49
• 4.5 对 P 的去除效果及影响因素分析49-55
• 4.6 对 SS 的去除效果及影响因素分析55-57
• 4.7 本章小结57-59
• 5 气候条件和植物收割对污染物去除效果的影响59-66
• 5.1 水培槽在结冰前后的去除效果对比分析59-61
• 5.2 人工湿地在结冰前后对污染物的去除效果对比分析61-64
• 5.3 黑麦草收割次数和收割时间对去除效果的影响64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 结论与建议66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文73

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

人工湿地数学模型模拟与应用    朱永青;林卫青;

污水人工湿地系统中有机物积累规律与堵塞机制的研究进展    杜中典,崔理华,肖乡,朱夕珍

人工湿地系统在我国中小城镇污水处理中的应用    刘豪;刘贵毅;关卫省;

人工湿地污水处理系统及其除污作用    吴慧英;施周;黄晟;

人工湿地在我国北方地区冬季应用的研究    刘学燕,代明利,刘培斌

论水权运营的制度建构    姚金海;

人工湿地的氮去除机理    卢少勇;金相灿;余刚;

AB法污水处理工艺    刘晓强,李亚新

人工湿地污水处理工艺与设计    王薇,俞燕,王世和

浅议中国水资源现状与对策    庞鹏沙,董仁杰

论水资源国有产权体制创新    姚金海;

人工湿地在污水处理中的应用    刘自莲;施永生;李鹏;

人工湿地应用于小城镇污水处理的研究进展    程永伟;施永生;王琳;周明;

潜流-上行垂直流复合人工湿地对氮磷去除效果    帖靖玺;郑正;钟云;罗兴章;王勇;孔刚;于鑫;

污泥构筑湿地——一种新型城市污泥处理技术    陈苏;孙铁珩;晁雷;王书文;

人工湿地污水处理技术及其发展现状    于荣丽;李亚峰;孙铁珩;

人工湿地数学模型模拟与应用    朱永青;林卫青;

潜流式人工湿地微生物群落结构及脱氮效果的研究    郭如美;刘汉湖;周立刚;潘道永;孙红波;

造纸废水处理新方法——人工湿地系统    张秋根,王桃云,魏立安

人工湿地进行污水处理的研究进展    翁美娅,刘鹏,徐根娣,蔡妙珍

人工湿地污水处理技术研究进展    蔡佩英;马祥庆;

复合人工湿地对轻微污染地表水有机物深度去除的研究    马文林;王雪莲;李荣旗;

人工湿地处理矿山废水的可行性研究    刘志斌;金晓芳;

人工湿地技术在农业面源水体污染控制中的应用    汪洪;李录久;王凤忠;李书田;刘荣乐;

低能耗易推广的污水土地处理工艺    刘易;方萍;马利民;张亚雷;赵建夫;

人工湿地及其在流域治理中的作用    严力蛟;

城市防洪与供水模糊集与风险分析理论研究与应用    殷峻暹

水资源可再生临界控制研究——在黄河流域水资源最优分配中的应用    薛小杰

水资源系统风险管理与优化决策理论及应用研究    于义彬

经济法视野下的水权制度研究    黄锡生

DASB、W-SFCW特性及联合工艺处理生活污水的研究    何成达

西安湿地资源及人工湿地污水处理研究    刘宏斌

长江口潮滩湿地底质对水体氮、磷营养盐含量的影响    张修峰

美人蕉属（Canna）植物引种与品种分类研究    黄国涛

基于GIS的徐州市地下水资源管理研究    周念清

人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究    刘家宝

潜流人工湿地启动期反硝化碳源补充技术研究    杨思璐

强化混凝处理微污染水源水    丰敏

垂直流人工湿地填料淤堵机理研究    童巍

人工湿地净化机制数学模型模拟及应用    朱永青

人工湿地系统水力学优化设计研究    陆琦

不同基质垂直流人工湿地处理猪场污水的应用研究    丁晔

人工湿地候选植物对污水的净化作用及其机理研究    姚芳

人工湿地对农田排水净化效果的研究    周晓夏

多级串联人工湿地系统对污水净化能力的研究    唐皓

植被护坡处理苏州古城区径流污染物模拟试验研究    徐峰

湿地植物在污水处理中的作用及机理    马安娜;张洪刚;洪剑明;

水生植物净化受污染水体研究进展    刘松岩;何涛;周本翔;

利用人工基质无土栽培经济植物净化富营养化水体的研究    刘淑媛,任久长,由文辉

人工湿地污水处理工艺与设计    王薇,俞燕,王世和

北京城区雨水径流的污染及控制    汪慧贞,李宪法

成都市活水公园人工湿地塘床系统的生物群落    王庆安,任勇,钱骏,张秋劲

人工湿地在农业面源污染控制方面的应用    许春华,周琪,宋乐平

国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望    杨永兴

人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景    于少鹏,王海霞,万忠娟,孙广友

人工湿地处理矿山炸药污水    胡焕斌,周化民,王桂珍,冯俐,谢其明

强化人工湿地对富营养化水体的修复及作用机理研究    付融冰

潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究    雒维国

人工湿地中三种红树植物生理生态特性研究    任延丽

人工湿地候选植物对污水的净化作用及其机理研究    姚芳

红树植物人工湿地处理生活污水的净化效应及其机理研究    罗穗华

北固山湿地优势植物的光合作用特性及人工修复技术研究    陈歆

城市地表径流污染特性及排污规律的研究    潘华

人工湿地植物营养元素积累及其生态化学计量学研究    刘其霞

北京地区人工湿地优势植物筛选及净化效果研究    马安娜

西北地区城市景观水体的水质净化和生态修复研究    宋李桐

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究    曹杰

21种观赏植物在人工湿地中的生长及净化效果研究    涂燕

人工湿地生态系统的除藻研究    况琪军,吴振斌,夏宜琤

潜流人工湿地处理污水特性    宋铁红,林英姿,彭举威,崔玉波,韩相奎,王翠兰

黑龙江省应大力推广人工湿地法处理利用城镇污水    张立臣;杨继明;金翼;

粉煤灰基质人工湿地系统净化污水的研究    尹连庆,张建平,董树军,何凤鸣

Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)对人工湿地反硝化作用的影响    黄正,K.Sakadevan,J.Bavor

人工湿地植物根区土壤酶活性与污水净化效果及其相关分析    吴振斌,梁威,成水平,贺锋,傅贵萍,陈辉蓉,邓家齐,詹发萃

新型污水处理工程在深圳动工    

人工湿地基质中土壤酶空间分布及其与水质净化效果之间的相关性    岳春雷,常杰,葛滢,朱荫湄

人工湿地系统处理废水工艺及案例介绍    刘源月,郑爽英,李开源

人工湿地植物景观营造的研究    李晶,于泽源,耿美云

人工湿地污水处理技术及其应用    左文涛;康苏花;

人工湿地水处理技术生态价值的研究    常高峰;

人工湿地技术在农村生活污水处理中的研究进展    周文敏;肖华;喻曼;许育新;符建荣;

水循环处理与园林景观的融合——以郑州市郑东新区人工湿地公园为例    

人工湿地污水处理技术及应用前景    王黄金;乔亮亮;

人工湿地在回用水中的应用及须考虑的问题    余杰;田宁宁;钱靖华;李燕林;高成杰;

人工湿地中氮代谢微生物的共存策略及机理    马建国;刘月敏;陆明;

基于人工湿地的组合式无能耗污水处理技术及工程示范    李德斌;李建;刘正实;段秋宴;

人工湿地深度处理焦化废水的毒性消减试验研究    李杰;徐竟成;李光明;黄翔峰;

不同处理能力人工湿地净化效果的比较    黄龙;韩春元;田娟;刘杰;

运用人工湿地处理城市污水    江苏省无锡市环保局 崔凤山

玉溪人工湿地建设全国领先    记者 蒋贵有 通讯员 夏德喜

人工湿地处理生活污水作用有多大？(下)    本报记者 宗宝泉　通讯员 姜宝泉

经营管理及生态系恢复成交流重点    王威克

昆阳磷矿人工湿地处理污水效果好    胡崇良

我省开始推行城镇人工湿地技术    记者 邓建华

上面养花种草 下面过滤污水    桐庐记者站 程大鹏记者 陈玮 桐庐记者站 裘一琳

人工湿地净化机理    董仁杰

获国家千万元资金支持    记者 苏晓梅

问渠哪得清如许 人工湿地活水来    本报记者 徐琦

梯级渗滤人工湿地处理城市污水试验研究    林艳

人工湿地预处理引黄水库水的试验研究    修春海

人工湿地构建及其对污染的黄河灌溉水处理效应    司万童

城市径流特征与人工湿地处理技术研究    肖海文

人工湿地基质植物除钼机理与效能研究    练建军

人工湿地系统氯离子分布特征及其综合生态效益研究    陈明辉

人类—自然耦合系统中生产和分解子系统功能强化研究    刘冬

城市化过程中人工湿地去污模式与强化技术研究    金晖

人工湿地减排温室气体估算研究    潘涛

北方都市生态人工湿地深度处理污水厂二级出水的研究    王昊

微电场—人工湿地耦合系统处理重金属废水初探    卢守波

应用人工湿地处理城镇生活污水    杨帆

污水厂升级改造人工湿地深度处理技术研究    温小鹏

寒冷地区人工湿地基质的筛选及净化效能研究    肖婷

复合式人工湿地处理小城镇生活污水的研究    刘峰

农田径流人工湿地处理中磷的去除研究    刘波

人工湿地对微污染水中污染物去除特征研究    曾永刚

人工湿地处理源水中两种典型POPs物质的效果研究    张键

修复富营养化水体的植物筛选与人工湿地基质净化性能比较    张蔚

厌氧发酵与人工湿地组合处理小城镇污水的效能研究    安丽娜