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云南高原人工湿地脱氮除磷效果对比分析研究

作　者: 杜潇
导　师: 罗卓英
学　校: 昆明理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 云南高原人工湿地脱氮除磷对比分析去除率
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来随着经济的不断发展和人类活动的强烈干预,水体富营养化问题日益严峻,成为中国湖泊面临的重大问题之一。云南湖泊污染治理问题已迫在眉睫。根据国内外众多治理经验,湖泊有其自身的特点,与河流水体不同,对湖泊富营养化的控制与治理应当遵循控制污染源与生态修复相结合的路线。农村生活污染源日益成为水体恶化加剧的重要因素之一。因此寻求一种低能耗、投资小、工艺简单、方便管理与维护、净化效果有保证的绿色生态处理技术是治理农村生活污水的有效手段。人工湿地正是顺应这些要求而新兴发展起来的一种节能低耗、低成本、有效脱氮除磷的生态工程污水处理技术。本论文依托国家自然技术基金《高原湖泊湿地中植物-水沙-污染物交互作用机理研究项目》(项目编号：50769001),针对云南高原独特的气候资源条件和植物的生长特性,分别从湿地类型、植物种类、植物生长期等方面进行研究,从而为云南高原人工湿地的设计与改进提供一定的参考依据。实验结果如下：(1)人工湿地系统的植物经过筛选,品种选定为紫叶美人蕉、水葱、水葫芦、水芹菜、菖蒲、芦苇,生长情况良好,说明本研究选用的植物品种具有很强的耐污性,可应用于云南高原人工湿地的构建。(2)根据对表流式人工湿地和潜流式人工湿地的分别研究,均发现在5～7月份,湿地系统对总磷总氮的去除率随着植物的生长而逐渐增大；在8～10月处于水质稳定期,这一时期的出水水质较为理想；11～12月随着温度降低,湿地系统脱氮除磷相对减弱,但在云南高原,四季温差不是很大,下降幅度不大。这说明,人工湿地应用于云南高原农村生活污水的处理是可行的,可以获得较好的水体脱氮除磷效果。本研究成果对采用人工湿地技术净化云南高原农村生活污水具有现实意义和良好的示范作用。(3)由空白田处理效果与有植物湿地系统的处理效果对比分析可知：有植物湿地系统处理率明显好于无植物系统(空白田),这说明植物及微生物在湿地系统中的作用不可忽视,是湿地的重要构成部分。(4)对不同植物在同一时期脱氮除磷的效果研究,得出以下结论：表流式人工湿地中,种有水葫芦和水葱湿地在去除总磷和总氮两方面都有优势。潜流式人工湿地对除磷方面可以优先选种菖蒲和水葱；在脱氮方面可以优先选种水葫芦、芦苇和水葱。(5)对不同类型人工湿地系统脱氮除磷效果研究表明,潜流式人工湿地的处理效果比表流式人工湿地的处理效果好一些,而水葫芦湿地在不同类型中除磷效果相同。(6)云南高原人工湿地有其独特的处理特点：本实验田的人工湿地系统的脱氮除磷处理率比国内其他地区同类系统相比处理率要高,尤其是冬季系统对总磷和总氮的处理率比北方寒冷地区高,说明云南高原人工湿地的应用是非常成功的,其优势十分显著,这与云南的气候特点密不可分,值得云南大面积的推广及应用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-24
  1.1 课题来源  10
  1.2 研究背景和意义  10-18
    1.2.1 人工湿地的分类  12-16
    1.2.2 国内外研究进展及现状  16-17
    1.2.3 国内外人工湿地的应用  17-18
  1.3 云南高原人工湿地的特点及应用  18-21
    1.3.1 云南高原湿地的特点  18-19
    1.3.2 云南高原人工湿地的应用  19-21
  1.4 本研究主要内容及特色创新  21-24
    1.4.1 主要研究内容  21-22
    1.4.2 研究内容特色及创新之处  22-23
    1.4.3 技术路线及方案  23-24
第二章实验系统的设计与建立  24-35
  2.1 实验田的初步设计  24-29
    2.1.1 表流式人工湿地的设计与建立  26-27
    2.1.2 潜流式人工湿地的设计与建立  27-29
  2.2 植物的筛选  29-30
  2.3 基质的选择  30-31
  2.4 检测与分析方法  31-35
    2.4.1 采样与样品处理  31
    2.4.2 实验仪器  31-32
    2.4.3 总磷检测与分析方法  32-33
    2.4.4 总氮检测与分析方法  33-35
第三章植物生长特性及实验检测结果分析  35-105
  3.1 植物的栽种及系统的启动  35
  3.2 表流式人工湿地系统脱氮除磷效果的研究  35-67
    3.2.1 同种植物在不同时期脱氮除磷效果的对比研究  35-63
    3.2.2 不同植物在同一时期脱氮除磷效果的对比研究  63-67
  3.3 潜流式人工湿地系统脱氮除磷效果的研究  67-97
    3.3.1 同种植物在不同时期脱氮除磷效果的对比研究  67-94
    3.3.2 不同植物在同一时期脱氮除磷效果的对比研究  94-97
  3.4 不同类型人工湿地系统脱氮除磷效果的对比研究  97-103
    3.4.1 植物在不同类型湿地中生长特性对比研究  98-101
    3.4.2 不同类型人工湿地系统除磷效果对比研究  101-102
    3.4.3 不同类型人工湿地系统脱氮效果对比研究  102-103
  3.5 本章小结  103-105
第四章人工湿地脱氮除磷的机理探讨  105-114
  4.1 人工湿地脱氮除磷机理概述  106-108
    4.1.1 人工湿地各部分的作用  106-108
  4.2 人工湿地除磷机理探讨及本实验田实验结果分析  108-111
  4.3 人工湿地脱氮机理探讨及本实验田实验结果分析  111-114
第五章人工湿地经济分析  114-116
  5.1 人工湿地直接经济效益  114-115
  5.2 人工湿地间接经济效益  115-116
第六章主要研究成果与展望  116-119
  6.1 主要研究成果  116-118
  6.2 展望  118-119
致谢  119-120
参考文献  120-124
附录  124

云南高原人工湿地脱氮除磷效果对比分析研究

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