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HRT和污水浓度对不同植物人工湿地系统净化效果的影响

作　者: 翟旭
导　师: 邱凌
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 人工湿地 湿地植物 水力停留时间 进水浓度 净化效果
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 156次
引　用: 1次
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内容摘要


近年来水资源短缺和水污染严重制约了我国经济和社会发展,影响到人民生活甚至威胁到人体健康。人工湿地作为一种水质净化效果好、投资运行费用低的生态污水处理技术,利用物理、化学和生物作用处理污水,受到广泛应用。植物作为人工湿地的重要组成部分起着关键作用。本文通过模拟人工湿地系统,研究探索了6种湿地植物在水力停留时间和进水浓度等影响因素条件下对污水的处理效果,试验和记录了湿地植物的生长状况和系统基质硝化反硝化强度,得到以下研究结果:⑴选取香蒲、黄花鸢尾、柳树、芦苇、千屈菜和菖蒲为试验湿地植物,研究了HRT分别为1、2、3、4、5、6d时植物系统对污染物的净化效果。结果表明,HRT=4d时,湿地植物系统对污染物CODcr、BOD5、TP、TN、NH4+-N和NO3--N的平均去除率分别为92.3%、97.2%、93.2%、77.2%、95.9%和97.8%,高于其它水力停留时间的处理效果。香蒲系统对CODcr去除效果最好,去除率为95.9%;柳树系统对TP的去除率为99.6%,好于其它植物系统;对TN去除效果最好的是菖蒲系统,去除率为92.4%;芦苇系统在去除NH4+-N表现出优势,去除率为98.1%;除香蒲系统之外,其它植物系统对NO3--N的去除效果均在95%以上。⑵分别配置了低、中、高浓度污水作为系统的进水,在HRT=4d时,研究了湿地植物系统对不同浓度污水的净化效果。结果表明,在低浓度下,菖蒲和柳树系统对CODcr的去除率较高,分别为95.3%和94.8%;芦苇系统对BOD5的去除率最高,为94.1%;所有湿地植物系统对TP都有较好的净化效果,去除率达到90%;芦苇和菖蒲系统对TN、NH4+-N去除率最高,分别达到96.7%、95.6%和93.7%、95.8%。在中等浓度下,香蒲系统对CODcr和NH4+-N的去除率分别为94.4%和92.2%,高于其它植物系统,BOD5、TP、TN去除效果最好的植物系统与低浓度时相同。在高浓度污水条件下,香蒲系统对CODcr、BOD5去除效果最好,柳树系统对TP的去除率最高,菖蒲和香蒲系统去除TN效果最好,对NH4+-N去除率最高的是香蒲和柳树系统。植物对中、低浓度污水的去除率高于对高浓度污水去除率。⑶通过对湿地植物在试验过程中生长状况的研究,结果表明,除千屈菜在试验后期出现枯萎现象外,其它湿地植物均生长良好,有新的枝叶长出,植株明显变高变大。香蒲和芦苇的生长高度变化最大,分别增高了157cm和136cm;香蒲鲜重增加最多,为498.8g;湿地植物收割后的含水率明显低于种植前。⑷基质硝化反硝化强度试验研究表明,各系统基质在7月末时比试验开始（6月末）和结束（8月末）时的硝化反硝化强度强;湿地植物系统之间比较,香蒲系统基质的硝化强度最高,柳树植物系统的反硝化强度最高。⑸柳树作为新型的人工湿地植物对污水具有良好的净化效果,对TP、TN的去除率分别达到99.6%和91.2%,并且在污水中生长良好,可以越冬生长,提高人工湿地冬季处理效果,降低了长效运行费用。文章最后介绍了柳树、香蒲、芦苇和菖蒲等植物在人工湿地工程中的应用,并对今后关于湿地植物的研究重点提出了建议与展望。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 研究导论  11-23
  1.1 引言  11-12
  1.2 人工湿地概念及分类  12-15
    1.2.1 人工湿地概念  12
    1.2.2 人工湿地分类  12-15
  1.3 人工湿地污水处理技术研究与应用进展  15-16
    1.3.1 国外人工湿地污水处理技术研究与应用进展  15
    1.3.2 国内人工湿地污水处理技术研究与应用进展  15-16
  1.4 植物在人工湿地系统中的作用及筛选原则  16-21
    1.4.1 植物在人工湿地系统中的作用  16-19
    1.4.2 筛选人工湿地植物的原则  19-20
    1.4.3 湿地植物筛选存在的问题  20-21
  1.5 本研究的目的和内容  21-23
    1.5.1 课题的提出  21
    1.5.2 研究目的  21-22
    1.5.3 研究内容  22-23
第二章 水力停留时间对湿地植物系统净化效果的影响  23-43
  2.1 材料和方法  23-28
    2.1.1 湿地植物选择  23-24
    2.1.2 试验装置  24-26
    2.1.3 试验设计  26
    2.1.4 样品的采集和分析  26-28
  2.2 结果与分析  28-41
    2.2.1 水力停留时间对污染物去除率的影响  29-37
    2.2.2 不同植物系统对主要污染物去除率的影响  37-41
  2.3 小结  41-43
第三章 污染物浓度对湿地植物系统净化效果的影响  43-57
  3.1 材料和方法  43-46
    3.1.1 湿地植物的选择  43
    3.1.2 试验装置  43
    3.1.3 试验设计  43-44
    3.1.4 样品的采集和分析  44-46
  3.2 结果与分析  46-56
    3.2.1 进水浓度对污染物去除率的影响  46-51
    3.2.2 湿地植物生物学特性  51-54
    3.2.3 湿地植物系统基质硝化强度和反硝化强度比较  54-56
  3.3 小结  56-57
第四章 植物在人工湿地污水处理工程中的应用  57-64
  4.1 柳树在小型人工湿地中的应用  57-59
    4.1.1 庭院式人工湿地的设计  57-58
    4.1.2 庭院式人工湿地的管理和维护  58
    4.1.3 庭院式人工湿地的运行效果  58-59
  4.2 其它典型湿地植物在工程中的应用  59-62
    4.2.1 香蒲在人工湿地工程中的应用  59-60
    4.2.2 芦苇在人工湿地工程中的应用  60-61
    4.2.3 菖蒲在人工湿地工程中的应用  61-62
  4.3 展望  62-64
第五章 结论与讨论  64-66
  5.1 结论  64-65
  5.2 讨论  65-66
参考文献  66-71
附录  71-72
致谢  72-73
作者简介  73

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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