组合潜流人工湿地处理含盐生活污水的研究

【摘要】：海水代用能有效缓解沿海地区淡水资源短缺现象，但是产生的含盐污水处理成为新的难题。人工湿地被广泛地应用于生活污水、暴雨径流、工业废水、印染废水、垃圾渗滤液等废水的处理。然而，用人工湿地处理含盐污水的研究较少，尚缺乏充分的理论和实践数据。本研究利用2套实验室规模的人工湿地反应器（炉渣填料组合潜流人工湿地和沸石填料水平潜流人工湿地）处理模拟含盐生活污水，主要研究内容为：（1）考察炉渣填料组合潜流人工湿地水平流湿地段在半水位和满水位运行状态下对污水中污染物的去除效果；（2）考察炉渣填料组合潜流人工湿地和沸石填料水平潜流人工湿地在进水盐度分别为0.15%、0.3%和0.6%条件下对污染物的去除效果；（3）分析炉渣填料组合潜流人工湿地内污染物沿水流方向沿程浓度变化规律，考察污染物降解动力学过程。 通过研究得到以下结论： （1）当炉渣填料组合潜流人工湿地系统的水平流湿地反应器由半水位运行状态改变为满水位状态，湿地对NH4+-N和TN的总去除效果影响较大，NH4+-N的去除率由64.8%提高到91%，出水由4.9mg/L降低到1mg/L左右，TN的去除率由74.8%提高到95%，出水浓度由7.5mg/L降低到0.66mg/L；改变水位对NO3--N和TP的去除效果影响不大，前者的去除率始终保持较高水平，出水几乎不含硝氮，后者去除率由86.12%提升到88.96%，出水TP浓度由0.771mg/L降低为0.402mg/L；变水位运行使得COD的总去除率略有下降，由86.5%降低为82%，出水COD浓度由23.4mg/L提升到27.2mg/L；改变水位运行前后组合湿地系统中DO和pH的变化不明显。 （2）在湿地进水盐度为0.15%、0.3%和0.6%条件下，炉渣填料组合潜流人工湿地和沸石填料湿地对COD、NH4+-N、N03--N、TN和TP的去除率变化呈现不同的变化趋势。两种填料湿地对COD的去除率随着进水盐度的提高而略有降低，在3个不同盐度条件下炉渣填料组合潜流人工湿地的COD去除率分别为82.1%、81.5%和80%，出水COD浓度分别为27.2mg/L、32.7mg/L和40.9mg/L，沸石填料水平流湿地COD的去除率分别为77.7%、74.1%和68%，出水COD浓度分别为38.2mg/L、52.4mg/L和63.9mg/L。两种填料对NH4+-N和TN的去除率随盐度的提高都呈现先升高后降低的现象，炉渣填料湿地的NH4+-N去除率分别为91.2%、99%和90%，TN去除率分别为97%、99.6%和93.9%；沸石填料湿地NH4+-N去除率分别为42.4%、46.4%和21%，TN去除率分别为66%、81.7%和61.4%。在3个盐度条件下，炉渣填料湿地和沸石填料湿地对NO3--N的去除率都呈下降趋势，在0.15%盐度下两者去除率为99.9%和99%，出水浓度低于1mg/L，沸石填料湿地在0.3%和0.6%盐度条件下NO3--N的去除率降低到90左右，出水NO3--N浓度始终低于1mg/L，而炉渣湿地在0.3%盐度条件下NO3--N去除率降低幅度较大，保持60%以上，在0.6%盐度条件下上升到90%以上。炉渣填料湿地对TP的去除率分别为80%、99%和89.9%，出水TP浓度为0.8mg/L、0.033mg/L和0.4mg/L，沸石填料湿地在0.15%盐度条件下TP去除率由20%降低到-20%左右，出水TP浓度由3.1mg/L提高到4.6mg/L，在盐度0.3%和0.6%条件下的去除率先上升后下降，分别为41%和33.4%。 （3）通过在反应器沿程取样口取样检测，研究炉渣填料组合潜流人工湿地沿水流方向沿程污染物浓度变化规律，发现炉渣填料组合潜流人工湿地对COD、NH4+-N、NO3--N、TN和TP的降解规律都适合一级动力学模型，可以分别由以下公式表示：NH4+-N C=17.8824e-0.01315x，R2=0.9252；NO3--N C=13.7344e-0.0066x，R2=0.7286；TN C=28.5499e-0.0087x，R2=0.88；COD C=140.8622e-0.0119x，R2=0.8241；TP C=3.7319e-0.0065x，R2=0.8438。 【关键词】：组合潜流人工湿地 盐度 生活污水 水位 降解动力学
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景12
• 1.2 含盐污水的来源及其处理12-13
• 1.3 人工湿地污水处理技术概述13-20
• 1.4 人工湿地处理含盐污水研究进展20-21
• 1.5 人工湿地组合工艺21-22
• 1.6 研究目的及内容22-24
• 第二章 实验材料与方法24-27
• 2.1 实验装置与材料24-26
• 2.2 分析方法26-27
• 第三章 不同运行水位条件下人工湿地处理效果研究27-39
• 3.1 不同水位运行方式下氨氮的去除效果27-29
• 3.2 不同水位运行方式下硝氮去除效果29-30
• 3.3 不同水位运行方式下总氮去除效果30-32
• 3.4 不同水位运行方式下总磷的处理效果32-33
• 3.5 不同水位运行方式下 COD 的去除效果33-35
• 3.6 出水中 DO、pH 的变化35-37
• 3.7 本章小结37-39
• 第四章 不同盐度条件下人工湿地的处理效果研究39-49
• 4.1 不同盐度下 COD 的去除效果分析39-41
• 4.2 不同盐度下氨氮去除效果分析41-42
• 4.3 不同盐度下硝氮的去除效果分析42-44
• 4.4 不同盐度下总氮去除效果分析44-46
• 4.5 不同盐度下总磷的去除效果分析46-47
• 4.6 本章小结47-49
• 第五章 炉渣填料组合潜流人工湿地污染物降解动力学研究49-57
• 5.1 氨氮降解动力学分析50-51
• 5.2 硝氮降解动力学分析51-52
• 5.3 总氮降解动力学分析52-53
• 5.4 COD 降解动力学分析53-54
• 5.5 总磷降解动力学分析54-55
• 5.6 本章小结55-57
• 第六章 结论与展望57-60
• 6.1 结论57-58
• 6.2 不足与展望58-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果66-67

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