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在北方地区利用潜流人工湿地处理地表水试验研究

作　者: 刘学燕
导　师: 刘红
学　校: 中国农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 人工湿地流域治理水质改善低温官厅水库
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本论文共分三部分研究内容。第一部分对人工湿地运行初期管理，工艺参数对植物生长状况的影响、植物生长优劣及杂草的存在对污染物去除效率的影响进行研究，以期找出人工湿地植物系统优化利用及实现人工湿地系统污水处理效率最大化的关键因素和技术措施。第二部分进一步确定在常温下利用人工湿地改善官厅水库水质工程所需的设计参数，研究潜流人工湿地系统处理官厅水库水的效果。第三部分为保证人工湿地在北方地区冬季正常运行，针对北方冬季时间长，气候寒冷的特点，研究了潜流人工湿地在冬季的正常运行工艺参数、维护管理措施及冬季对官厅水库水的处理效果，为人工湿地在我国北方的推广应用提供科学依据。试验研究结果表明：人工湿地运行初期控制水位和水力负荷对植物生长非常重要；在相同的水力负荷下，植物生长状况良好的人工湿地水处理效果明显高于植物生长状况差的人工湿地，污染物去除效率与植物生长的优劣呈正相关关系；大量杂草特别是浅根旱生杂草的生长会降低人工湿地净化效率。芦苇和蒲草在实验中表现出良好的生长状态，并且在潜流型人工湿地水处理中具有明显的优势，是良好的人工湿地植物品种，并且芦苇和蒲草在人工湿地中的生物量大，是一种很好的高产生物资源。人工湿地作为一个人工生态系统，在植物的种植和系统运行期需要合理的管理，并对植物进行综合利用。在水力负荷率为0.15～0.45m／d时，人工湿地对官厅水库水净化效果较为明显。COD_Mn去除率一般为20％，最高可达60％～70％。COD_Mn的去除率显示了一定的季节差异，夏季要好于秋春季节，而春季与秋季基本持平。NH₄⁺-N去除率在整个运行期间内都保持在较高的水平，平均在60％以上，最大值近100％。NH₄⁺-N的季节变化显示为夏秋春的缓慢递增，夏季最低为59.4％，春季最高为77.1％。去除率随水力负荷率的提高和水温的下降而降低。由于渗漏、蒸发及植物蒸腾作用，系统的出水量为进水量的60％。潜流人工湿地系统对微污染地表水有较好的净化效果。在寒冷的冬季，潜流人工湿地系统在隔离层保护下可以正常运行，人工湿地使用不同的覆盖物进行隔离保温，对系统的处理性能有很大的影响，在水力负荷率为0.25～0.45m／d时，冬季COD_Mn和NH₄⁺-N的去除率分别为15％和50％，BOD₅、KN和TP的去除率分别为65％、25％和35％，去除率随水力负荷率的提高而降低，当水力负荷超过0.4m／d时，去除率明显降低。潜流人工湿地系统在冬季寒冷低温条件下对微污染地表水有较好的净化效果，在水处理上具有很强的适应能力，具有很大的潜力和很高的应用价值。

全文目录

第一章绪论  10-21
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 文献综述  11-19
    1.2.1 分类与发展  12-14
    1.2.2 人工湿地污水处理的机理  14-15
    1.2.3 人工湿地污水处理的应用  15-17
    1.2.4 人工湿地的设计  17-19
  1.3 研究设计思路  19-21
    1.3.1 存在问题  19
    1.3.2 研究的主要内容及技术路线  19-21
第二章人工湿地的设计与初步运行  21-26
  2.1 湿地设计  21-22
    2.1.1 实验材料及研究地概况  21
    2.1.2 人工湿地结构设计  21-22
  2.2 试验设计  22-23
    2.2.1 研究方法与测定项目  22-23
    2.2.2 运行与采样  23
  2.3 结果与分析  23-25
    2.3.1 人工湿地水力负荷、水位与植物生长的关系  23-24
    2.3.2 人工湿地植物生长状况与污染物去除效率的关系  24-25
    2.3.3 杂草对污水净化效果的影响  25
  2.4 小结  25-26
第三章人工湿地处理微污染地表水应用研究  26-41
  3.1 实验设计与方法  26
  3.2 试验设计  26-27
    3.2.1 试验方案  26
    3.2.2 测定指标与方法  26-27
  3.3 结果与讨论  27-40
    3.3.1 人工湿地对污水的净化效果  27-32
    3.3.2 芦苇和蒲草在人工湿地中的适应性与植物选择  32-33
    3.3.3 人工湿地植物病虫害的发生  33
    3.3.4 人工湿地生态  33-34
    3.3.5 人工湿地参数的最佳优化  34-35
    3.3.6 人工湿地进出水量平衡分析  35-37
    3.3.7 人工湿地的可持续运作能力  37
    3.3.8 人工湿地植物系统的优化  37-40
    3.3.9 人工湿地系统污水处理实际工程经济分析  40
  3.4 小结  40-41
第四章人工湿地在我国北方地区冬季的运行与管理  41-49
  4.1 材料与方法  41
    4.1.1 人工湿地系统  41
    4.1.2 试验方法与分析指标  41
  4.2 结果与分析  41-46
    4.2.1 低温下水处理效果分析  41-43
    4.2.2 保温效果及使用不同的覆盖物进行隔离对系统的处理性能的影响分析  43-44
    4.2.3 温度对人工湿地净化效果的影响  44
    4.2.4 水力负荷对人工湿地净化效果的影响  44-45
    4.2.5 寒冷地区人工湿地应用面临的问题  45-46
    4.2.6 冬季人工湿地氮的去除能力  46
  4.3 人工湿地应用于净化官厅水库入库水的优势及其在我国北方的应用前景  46-48
  4.4 结论  48-49
第五章结论与展望  49-51
  5.1 研究结论  49-50
  5.2 研究展望  50-51
参考文献  51-56
成果应用及论文发表情况  56-57
  成果应用  56
  论文  56-57
致谢  57-58
作者简介  58

在北方地区利用潜流人工湿地处理地表水试验研究

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