人工湿地系统模式原理与污水处理效果研究

【摘要】：在城镇污水处理技术中,人工湿地具有投资与运行成本低、能耗低、生态效益高等优点,但与常规生化处理技术相比,也存在处理效率较低,系统受季节影响大,冬季处理效果差等缺点,因此,提高人工湿地系统净化力与稳定性成为当前的热点和难点问题。本研究提出了新的组合人工湿地模式工艺,探讨分析了组合模式设计原理及组合单元的结构与功能,给出了系统可选用的动植物与填料种类及优化配置方案,制定了系统运行、管理维护的技术规程,并通过中试和工程实践检验了组合模式工艺的运行效果。 本研究主要结果如下： (1)建立了用以处理城镇污水的“A(表流)—B(潜流)—C(表流)”三级串联组合人工湿地模式,提出了提高系统去污能力、稳定性、景观价值等系列关键措施,给出了供选用的动植物、填料种类及优化配置方案,制定了组合模式系统运行、管理与维护的技术规程。 (2)用以处理校园混合污水(生活污水和实验废水)的组合模式中试系统试验数据表明,虽然系统处理后出水水质在冷暖季有一定差异,但所有检测的污染物质年均指标达到了国家城镇污水处理污染物排放[GB18918-2002]的一级A标准,实现了组合模式工艺设计的目标。系统中B单元的贡献率最高,依次是A、C单元,说明增强B系统是提高系统净化力的关键环节。组合模式冷、暖季处理效果差异显著,其中氮、磷去除率受温度影响较小,而冷季系统COD和BOD的去除率明显低于暖季。为确保系统出水水质全年稳定达标,组合模式工艺需要进一步优化,重点是提高系统冬季的净化力。 (3)基于组合模式工艺原理在长沙青竹湖星月水库建设了具有蓄水、溢洪、城镇生活污水处理、农业面源污染控制和暴雨径流过滤等综合功能的景观型组合人工湿地系统。系统建成后运行正常,出水各项指标达到国家[GB18918-2002]的一级A标准。为保证系统出水水质持续稳定,建议进一步加强库区卫生管理,及时清理废物垃圾,同时按照技术规程加强系统运行中的管理与维护。 【关键词】：组合人工湿地 模式工艺原理 处理效果 季节影响 中试研究 工程实践
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-31
• 1.1 我国城镇水资源污染现状11-12
• 1.2 人工湿地的概述12-15
• 1.2.1 湿地的概念12-13
• 1.2.2 人工湿地的概念13
• 1.2.3 人工湿地的发展历程13-15
• 1.3 人工湿地的构成要素15-16
• 1.3.1 基质15
• 1.3.2 湿地植物15-16
• 1.3.3 湿地微生物16
• 1.3.4 动物16
• 1.4 人工湿地污水处理系统的分类16-17
• 1.4.1 表面流湿地16-17
• 1.4.2 潜流湿地17
• 1.4.3 垂直流湿地17
• 1.5 人工湿地去污机理17-23
• 1.5.1 悬浮物的去除机理18
• 1.5.2 有机污染物的去除机理18-19
• 1.5.3 氮的去除机理19-21
• 1.5.4 磷的去除机理21-22
• 1.5.5 重金属的去除机理22-23
• 1.6 人工湿地污水处理系统的优势与不足23-24
• 1.6.1 人工湿地污水处理系统的优势23-24
• 1.6.2 人工湿地污水处理系统的不足24
• 1.7 人工湿地工艺模式研究现状24-27
• 1.7.1 国外人工湿地工艺模式研究现状24-25
• 1.7.2 国内人工湿地工艺模式研究现状25-27
• 1.8 课题来源及研究意义、内容27-31
• 1.8.1 课题来源27
• 1.8.2 研究目的及意义27-28
• 1.8.3 研究内容28-31
• 2 人工湿地系统模式工艺设计及原理31-53
• 2.1 组合人工湿地模式工艺设计31-34
• 2.1.1 A单元工艺及功能32-33
• 2.1.2 B单元工艺及功能33-34
• 2.1.3 C单元工艺及功能34
• 2.1.4 串联与并联工艺34
• 2.2 组合模式设计理论34-53
• 2.2.1 提高系统去污效率,增强系统稳定性34-41
• 2.2.2 提高景观价值41-42
• 2.2.3 提高成本效益42-44
• 2.2.4 组合模式工艺设计参数44
• 2.2.5 人工湿地动植物配置44-49
• 2.2.6 填料配置49-50
• 2.2.7 管理维护50-53
• 3 组合模式中试系统污水处理效果研究53-67
• 3.1 材料与方法53-58
• 3.1.1 试验基地概况53
• 3.1.2 中试系统结构与工艺流程53-55
• 3.1.3 组合人工湿地系统生物配置55-57
• 3.1.4 处理系统运行57
• 3.1.5 水质指标测定57-58
• 3.2 结果与讨论58-65
• 3.2.1 组合模式湿地单元净化力比较58-60
• 3.2.2 组合模式单元冷暖季净化力比较60-65
• 3.3 小结65-67
• 4 组合人工湿地污水处理工程实践67-77
• 4.1 青竹湖湿地工程概况67-69
• 4.1.1 项目地概况67
• 4.1.2 水质现状分析67-69
• 4.2 湿地工程设计69-75
• 4.2.1 设计目标69-70
• 4.2.2 设计水量与水质标准70-71
• 4.2.3 处理方案设计71-75
• 4.3 运行效果75-76
• 4.4 问题与建议76
• 4.5 小结76-77
• 5 总结77-79
• 5.1 结论77-78
• 5.2 创新点78-79
• 参考文献79-89
• 附录 攻读学位期间的主要学术成果89-91
• 致谢91

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