垂直流人工湿地处理生活污水的试验研究

【摘要】： 人工湿地是一种非常有效的新型污水处理工艺,因出水水质稳定、耐冲击负荷强、基建成本及运行费用低、易维护、去污效果好、可脱氮除磷等优点,越来越受到重视。该技术已经广泛应用于我国的农业点源和面源污染治理、生活污水处理以及富营养水体的治理。 本研究模拟生活污水,构建土壤-炉渣-珍珠砂(湿地1)和陶瓷环-蛭石-砾石(湿地2)的两种组合基质湿地,湿地均种植美人蕉和菖蒲,分别建立单一垂直流人工湿地,改进单一垂直流人工湿地和复合垂直流湿地三个小试系统,考察三种人工湿地系统对进出水溶解氧(DO)浓度变化的影响,以及对COD、BOD5、凯氏氮(KN)和总氮(TN)去除效果的影响,并进行不同水力负荷下的动力学分析。本论文研究表明: 单一垂直流人工湿地在落空运行方式下,与土壤-炉渣-珍珠砂组合基质湿地比较,陶瓷环-蛭石-砾石组合基质湿地氧转移速率的能力更强,吸附能力也更好,去除COD、BOD5和KN的效果更明显;两湿地系统都利于大气复氧和植物的输氧,创造适合去除COD、BOD5和KN的环境,但是不利于去除TN。 改进单一垂直流人工湿地在水位小幅度变化下(在40 cm、30 cm、20 cm和10 cm之间变化)和水位大幅度变化下(仅在40 cm和0 cm之间变化),都有利于大气复氧,尤其是当水位大幅度变化时,供氧速率更大;良好的DO环境使得COD和BOD5去除能力都得以提高,但是水位变化幅度对COD和BOD5去除的影响不大;当水位大幅度变化时,TN和KN的去除率都相对较高;两种水位运行状况下去除COD、BOD5、KN和TN能力的差异是在溶氧环境、基质吸附和植物共同作用下形成的。 复合垂直流人工湿地是将湿地1和湿地2合并而成,与单一垂直流人工湿地和改进单一垂直流人工湿地比较,出水DO浓度虽然偏低,但去除COD、BOD5、KN和TN的效果最好。 复合垂直流人工湿地水力负荷在5-20 cm3/cm2·d之间变化时,COD、BOD5、KN和TN的去除均随着水力负荷的增加而降低,水力负荷在8-10 cm3/cm2·d时,适宜去除COD、BOD5、KN和TN;同时进行不同水力负荷下的动力学分析,表明一级动力学模型可以较好的说明复合垂直流人工湿地系统中COD、BOD5、KN、TN的降解规律。 【关键词】：垂直流人工湿地 去除 生活污水 试验
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 人工湿地技术9-12
• 1.2 人工湿地去除有机污染物的现状和研究进展12-17
• 1.3 人工湿地去除氮素的现状和研究进展17-22
• 1.4 本研究主要目的和内容22-23
• 第2章 单一垂直流人工湿地对生活污水的净化效果23-39
• 2.1 试验设计和方法23-30
• 2.2 试验结果和讨论30-39
• 第3章 改进单一垂直流人工湿地对生活污水的净化效果39-56
• 3.1 试验设计和方法39-41
• 3.2 水位小幅度变化下的试验结果和讨论41-47
• 3.3 水位大幅度变化下的试验结果和讨论47-52
• 3.4 两种水位变化下的去除机理差异研究52-55
• 3.5 小结55-56
• 第4章 复合垂直流人工湿地对生活污水的净化效果56-59
• 4.1 试验设计和方法56-57
• 4.2 复合垂直流湿地系统去污试验结果57-58
• 4.3 小结58-59
• 第5章 复合垂直流人工湿地动力学分析59-69
• 5.1 不同水力负荷下的试验结果和讨论59-63
• 5.2 动力学分析63-68
• 5.3 小结68-69
• 第6章 结论和建议69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 建议70-71
• 参考文献71-75
• 读学位期间所发表的学术论文75-76
• 致谢76

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