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潜流人工湿地处理农村生活污水的试验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:50:49
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潜流人工湿地处理农村生活污水的试验研究【摘要】:为了积极响应国家提出的江西地区“鄱阳湖生态经济区建设”以及新农村建设的号召,本课题结合农村生活污水的特点及其对水环境的影响,提出了将

【摘要】:为了积极响应国家提出的江西地区“鄱阳湖生态经济区建设”以及新农村建设的号召,本课题结合农村生活污水的特点及其对水环境的影响,提出了将潜流人工湿地运用到对农村生活污水的治理中。通过文献资料的阅读与分析,确定了影响潜流人工湿地氮、磷去除效果的主要因素;继而针对水力负荷、pH值、碳氮比、植物等主要因素进行正交试验,用SPSS13.0软件对正交试验结果进行方差分析,并研究了各因素对脱氮除磷效果影响的显著性;在此基础上,进行水力试验,较全面地分析了水力负荷、水力停留时间对农村生活污水中有机物、氮、磷去除效果影响的规律,建立了芦竹、荻、香根草、灯心草等潜流人工湿地对有机物、氮、磷去除的一级反应动力学模型;并进行了冬夏季节、不同植物处理效果的对比试验和分析。 试验研究结论如下: (1)正交试验方差分析表明: pH值、水力负荷、植物对COD_(Cr)去除效果的影响非常显著(p0.01),碳氮比对COD_(Cr)的去除率影响显著(0.01p0.5);pH值、水力负荷、碳氮比对NH_3-N去除率的影响非常显著(p0.01),植物对NH_3-N的去除效果影响显著(0.01p0.5);pH值、水力负荷、碳氮比、植物四种因素对TN、TP的去除效果影响均非常显著(p0.01)。 各因素的单因素水平分析表明:COD_(Cr)、TN、NH_3-N在pH值为7.5、水力负荷为33mm/d、碳氮比为15的水平下,各自对应的平均去除率均能达到各自的最高值;COD_(Cr)、TN、NH_3-N三者对应的处理效果最佳的植物不同,分别是灯心草、芦竹、香根草。在pH值为9.5、水力负荷为33mm/d、碳氮比为3、植物为香根草的水平时,它们对应的TP的平均去除率均达到各自的最高值。 (2)水力负荷试验水力负荷与处理效果密切相关,各湿地床对各污染物的处理效果均随着水力负荷的增大而降低。 在水力负荷为48mm/d(即水力停留时间约为3.5d)时,各组湿地床COD_(Cr)、TN、TP出水均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》(以下简称《排放标准》)一级A标准;各组湿地床NH_3-N出水均低于《排放标准》一级B标准(8mg/L)。在试验的各水力负荷下,四组植物床对COD_(Cr)的去除率在77.92%~93.25%之间,对TN的去除率在41.52%~79.9%之间,对NH_3-N的去除率在43.04%~84.77%之间,对TP的去除率在78.85%~97.12%之间。 (3)季节对处理效果的影响试验潜流人工湿地系统中各组植物床对污水中COD_(Cr)、TN、NH_3-N、TP的去除效果受季节影响。夏季的处理效果要优于冬季的,但是冬季的处理效果仍较好。 在本试验条件下,夏季四组植物床的COD_(Cr)、TN、TP出水水质均低于《排放标准》一级A标准,它们的NH_3-N出水水质均低于《排放标准》一级B标准。冬季香根草、荻和灯心草植物床的COD_(Cr)出水水质均低于《排放标准》一级B标准(60mg/L),芦竹COD_(Cr)出水水质低于《排放标准》一级A标准(50mg/L);芦竹和荻植物床TN的出水水质均低于《排放标准》一级B标准(20mg/L),香根草、灯心草TN出水水质低于《排放标准》一级A标准(15mg/L);四组植物床的NH_3-N出水水质均低于《排放标准》一级B标准(冬季参照水温低于12℃的标准取15mg/L),四组植物床的TP出水水质均低于《排放标准》一级A标准(0.5mg/L)。由此可见,季节对不同植物床和不同指标的影响程度不一样:芦竹、荻和灯心草植物床COD_(Cr)的处理效果受季节影响比香根草的大;芦竹和荻植物床TN的处理效果受季节影响比香根草、灯心草的大;四组植物床的NH_3-N、TP的处理效果受季节影响较小。 (4)一级动力学模型的分析研究在江西地区运用潜流人工湿地处理农村生活污水,采用一级动力学模型可以较好的模拟潜流人工湿地系对COD_(Cr)、TN、NH_3-N、TP的去除规律,建立的一级动力学模型的相关系数均大于0.(9芦竹对NH_3-N的模型除外)。四组植物床对COD_(Cr)的反应速率高低顺序为荻芦竹灯心草香根草;对TN的反应速率高低顺序为灯心草香根草芦竹荻;对NH_3-N的反应速率高低顺序为芦竹荻香根草灯心草;对TP的反应速率高低顺序为芦竹荻灯心草香根草。 【关键词】:潜流人工湿地 农村生活污水 脱氮除磷 有机污染物
【学位授予单位】:华东交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703.1
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-12
  • 第一章 绪论12-17
  • 1.1 引言12-14
  • 1.2 课题来源、目的及意义14-15
  • 1.2.1 课题来源14
  • 1.2.2 课题的研究目的和意义14-15
  • 1.3 研究的主要内容及技术路线15-17
  • 1.3.1 研究的主要内容15-16
  • 1.3.2 主要技术路线16-17
  • 第二章 潜流人工湿地污水处理系统概述17-32
  • 2.1 人工湿地的定义及分类17-18
  • 2.2 潜流人工湿地的构造及作用18-19
  • 2.3 潜流人工湿地的设计概述19-21
  • 2.3.1 面积计算19
  • 2.3.2 水力停留时间19-20
  • 2.3.3 湿地深度及长宽比20
  • 2.3.4 水力负荷20-21
  • 2.3.5 集配水系统的设计21
  • 2.4 潜流人工湿地的净化机理21-23
  • 2.4.1 悬浮物的去除21
  • 2.4.2 有机物的去除21
  • 2.4.3 氮的去除21-22
  • 2.4.4 磷的去除22-23
  • 2.5 潜流人工湿地污染物去除动力学模型23-27
  • 2.5.1 衰减模型23-24
  • 2.5.2 一级动力学模型24-25
  • 2.5.3 Monod 模型25
  • 2.5.4 生态动力学模型25-27
  • 2.6 潜流人工湿地的研究现状及发展趋势27-30
  • 2.6.1 国外潜流人工湿地的研究现状27-28
  • 2.6.2 国外潜流人工湿地的研究现状28-30
  • 2.7 小结30-32
  • 第三章 试验系统介绍及方法32-35
  • 3.1 试验系统介绍32-34
  • 3.1.1 基质的选用32
  • 3.1.2 植物的选用32-33
  • 3.1.3 湿地床的介绍33-34
  • 3.2 试验分析与检测方法34-35
  • 第四章 潜流人工湿地处理农村生活污水的正交试验研究35-46
  • 4.1 正交试验概述35-36
  • 4.1.1 正交试验指标、因素和水平35-36
  • 4.1.2 正交试验结果分析方法36
  • 4.2 正交试验设计36-38
  • 4.2.1 正交试验因素的选定36-37
  • 4.2.2 正交试验水平的选定37-38
  • 4.3 正交试验结果与分析38-45
  • 4.3.1 CODCr正交试验方差分析39-40
  • 4.3.2 TN正交试验方差分析40-41
  • 4.3.3 NH_3-N正交试验方差分析41-43
  • 4.3.4 TP正交试验方差分析43-45
  • 4.4 小结45-46
  • 第五章 潜流人工湿地去除农村生活污水的水力试验研究46-64
  • 5.1 潜流人工湿地处理农村生活污水的水力试验材料与方法46
  • 5.2 水力负荷对污染物出水水质和去除率的影响分析46-54
  • 5.2.1 水力负荷对CODCr的出水水质和去除率的影响分析46-48
  • 5.2.2 水力负荷对TN的出水水质和去除率的影响分析48-50
  • 5.2.3 水力负荷对NH_3-N的出水水质和去除率的影响分析50-52
  • 5.2.4 水力负荷对TP的出水水质和去除率的影响分析52-54
  • 5.2.5 小结54
  • 5.3 季节对污染物的出水水质和去除率的影响分析54-64
  • 5.3.1 季节对各污染物出水水质的影响分析55-58
  • 5.3.2 季节对各污染物去除率的影响分析58-62
  • 5.3.3 小结62-64
  • 第六章 潜流人工湿地营养物去除的动力学分析64-77
  • 6.1 潜流人工湿地动力学模型分析64-75
  • 6.1.1 CODCr的去除动力学模型64-66
  • 6.1.2 TN的去除动力学模型66-69
  • 6.1.3 NH_3-N的去除动力学模型69-72
  • 6.1.4 TP的去除动力学模型72-75
  • 6.2 小结75-77
  • 第七章 结论与建议77-80
  • 7.1 结论77-78
  • 7.1.1 本文的主要结论77-78
  • 7.1.2 本文的主要创新点78
  • 7.2 建议78-80
  • 参考文献80-86
  • 个人简历 在读期间发表的学术论文86-87
  • 致谢87


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