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潜流构造湿地应用于受损城市河流修复及其水力条件优化研究

作　者: 马庆
导　师: 陈德辉
学　校: 上海师范大学
专　业: 水生生物学
关键词: 人工湿地潜流构造湿地受损城市河道水力停留时间
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

人工湿地是以污水处理为目的,根据自然湿地的基本构造和净化原理而建造的湿地,人工湿地一般被分为三种:表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。人工湿地具有净化效果好、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强、对负荷变化适应性强、工程基建和运行费用低、出水具有一定的生物安全性、生态环境效益显著、可实现废水的资源化等特点。本文主要对潜流构造湿地在处理城市污染河道水体的应用做出分析和研究,通过上海市老段浦、前浜两条污染河道的治理效果分析,结果表明:(1)由于水体极高的污染物负荷,湿地处理出水污染物浓度仍较高,主要污染物浓度均高于地表水环境质量标准Ⅴ类水标准浓度,但水体有机污染物、总磷、氨氮、悬浮物等主要污染物得到了较高的去除(转化)效率,其中老段浦、前浜两河道CODCr去除率分别为42%和89%,TP去除率分别为60%、61%,各污染物的去除效果均能达到设计目标;(2)潜流构造湿地技术,可以很好地结合曝气复氧等预处理技术、生态重建技术等相关技术,为城市河道生态系统自然功能和景观功能的恢复提供较好的水质环境基础;(3)试验过程中,部分污染物指标检测值出现较大的起伏,如老段浦CODCr在工程运行期间的最大值达到184mg/l,造成平均去除率下降,分析原因认为连续进水造成湿地水力负荷大于湿地设计承受能力,本文针对这一问题,设计试验并尝试解决水力停留时间的控制问题。为解决城市人工湿地较小的处理量和处理较高污染物负荷的要求之间的矛盾,本实验确定了一个较短的试验时间范围,将水力停留时间设计在2—8h,通过潜流构造湿地水力学特征分析结合各主要污染物的去除情况比较,结果表明:(1)通过水力停留时间的控制,可以解决小尺度人工湿地(50—100m2)污水处理量与污染物去除效果的矛盾;(2)在8小时水力停留时间下,出水溶氧量检测值常为零,说明小尺度人工湿地不适宜较长的水力停留时间;(3)随水力停留时间的增长,各污染物去除效果均有不同程度的提高,其中,在水力停留时间为2h、4h、6h、8h时,CODCr的平均去除率分别为:32.6%、35.9%、63.2%、70.7%;BOD5平均去除率分别为:16%、23%、42.4%、51.4%;TP平均去除率分别为:17.3%,24%,26%,27.2%;TN平均去除率分别为:10.6%、25.6%、35.4%、44.8%。通过设计范围内的比较,可以将主要的水体污染物分为对水力停留时间敏感度较高和较低的两类,前者包括有COD、BOD、悬浮物和总氮(2至8小时去除率变化率分别为:6.27、5.91、5.70、6、92),后者包括总磷和叶绿素(2至八小时去除率变化率为:分别为1.86、2.71),在实际应用中,应根据水质、水文情况在指导范围内适时调整湿地运行管理方法。本文认为,水力停留时间在6—8小时之间,采取间歇性进水的布水方式能够较好地发挥潜流构造湿地对城市污染河道污染物的去除能力;(4)对短水力停留时间下去除效果较差的污染物,如总磷在8小时处理时间下去除率仅为27.2%,应采取措施弥补短水力停留时间对去除率造成的损失,如基质填料筛选的研究、湿地工程构造的研究等,以进一步提高系统运行效率。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
主要符号表  11-13
第一章、绪论  13-31
  1.1 水资源状况概述  13-14
  1.2 污染水体生态修复工程技术概述  14-17
    1.2.1 污染水体生态修复技术的原理  14-15
    1.2.2 污染水体生态修复技术的分类  15-17
  1.3 人工湿地污水处理技术  17-29
    1.3.1 概念的提出与研究进展  17-20
    1.3.2 人工湿地技术的运行机理  20-29
  1.4 本课题的研究目的与内容  29-30
  1.5 小结  30-31
第二章、城市受损河道生态修复试验研究  31-51
  2.1 上海老段浦污染河道生态修复工程  31-41
    2.1.1 河道概况  31-32
    2.1.2 工程技术路线  32-34
    2.1.3 工程治理效果分析  34-41
  2.2 上海市前浜污染河道生态修复工程  41-48
    2.2.1 河道概况  41
    2.2.2 工程技术路线  41-43
    2.2.3 工程治理效果分析  43-48
  2.3 小结  48-51
第三章、不同水力条件下潜流构造湿地对城市污染河道水体的净化效果  51-76
  3.1 试验材料与方法  52-57
    3.1.1 试验设计  53-54
    3.1.2 潜流构造湿地的构建  54-56
    3.1.3 数据检测方法  56-57
  3.2 试验结果  57-73
    3.2.1 有机污染物的去除效果比较  57-60
    3.2.2 氮的去除与转化  60-66
    3.2.3 总磷的去除效果比较  66-69
    3.2.4 叶绿素与悬浮物的去除效果比较  69-73
      3.2.4.1 叶绿素的去除效果  69-71
      3.2.4.2 悬浮物的去除效果  71-73
  3.3 讨论  73-76
第四章.总结  76-78
  4.1 论文内容小结  76-77
  4.2 研究展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
攻读学位期间的研究成果  84-85

潜流构造湿地应用于受损城市河流修复及其水力条件优化研究

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