北方都市生态人工湿地深度处理污水厂二级出水的研究

【摘要】：根据人工湿地特点,在不同水力负荷条件下,对其去除污水处理厂二级出水中主要污染物的规律进行了试验研究；对人工湿地不同基质深度及过水面积对污染物的去除效果进行了分析研究；对人工湿地底部曝气前后污染物去除效果进行了比较研究,探讨人工湿地冬季运行效果不佳的解决方法；对人工湿地的堵塞状况及堵塞机理进行了初步研究；应用电化学法对人工湿地出水进行深度处理,探讨使最终出水达到地表水环境质量标准的复合工艺。另外,对人工湿地的植物、微生物及基质的特性进行了研究,同时对人工湿地进出水的生物毒性进行了研究,并建立了人工湿地对各种污染物降解效果的数学模型。在上述研究的基础上,在南口污水处理厂建立了一座人工湿地示范工程,为进一步地工程应用提供重要的数据参考。 【关键词】：水力负荷 基质深度及过水面积 底部曝气 堵塞 生物毒性 人工湿地
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5
• Abstract5-6
• 详细摘要6-14
• 1 绪论14-36
• 1.1 课题来源14
• 1.2 选题依据及意义14-16
• 1.3 人工湿地的研究概述16-31
• 1.3.1 人工湿地的起源与发展16
• 1.3.2 人工湿地的分类16-17
• 1.3.3 人工湿地的国内外研究现状及存在问题17-18
• 1.3.4 人工湿地的生态景观价值18-21
• 1.3.5 人工湿地的组成及净化机理21-31
• 1.4 课题研究内容、目标及方案31-34
• 1.4.1 课题研究内容及目标31-32
• 1.4.2 课题研究方案32-34
• 1.5 拟解决的关键问题及创新34
• 1.6 本章小结34-36
• 2 人工湿地小试系统的构建研究36-48
• 2.1 湿地床基质的筛选36-41
• 2.1.1 材料与方法36-37
• 2.1.2 试验结果与分析37-40
• 2.1.3 试验结论40-41
• 2.2 湿地床植物的选择41-42
• 2.3 试验装置的设计及其构建42-45
• 2.4 试验所用原水的性质45-46
• 2.5 检测方法46
• 2.6 本章小结46-48
• 3 人工湿地小试系统的运行效果研究48-128
• 3.1 水力负荷对各污染物的去除效果影响分析48-90
• 3.1.1 最优水力负荷的确定48-53
• 3.1.2 系统试验初期各湿地系统对主要污染物的处理效果分析53-59
• 3.1.3 系统稳定运行阶段各湿地系统对主要污染物的处理效果分析59-66
• 3.1.4 不同水力负荷对各湿地系统稳定运行阶段的去除效果影响分析66-90
• 3.2 不同基质深度及过水面积时对各污染物的去除效果分析90-111
• 3.2.1 系统试验初期湿地内部的污水处理效果90-106
• 3.2.2 系统稳定运行阶段湿地内部的污水处理效果106-111
• 3.3 曝气对湿地去除效果的影响分析111-118
• 3.3.1 未曝气与曝气条件下的去除效果的对比分析111-114
• 3.3.2 曝气条件下最优运行参数的确定114-118
• 3.4 人工湿地堵塞状况的分析研究118-121
• 3.4.1 人工湿地基质堵塞问题118-119
• 3.4.2 人工湿地的堵塞状况及分析119-120
• 3.4.3 人工湿地的堵塞机理初探120-121
• 3.5 湿地出水深度处理的研究探讨121-126
• 3.5.1 进水水质121-122
• 3.5.2 试验方法122
• 3.5.3 试验装置122
• 3.5.4 试验结果与分析122-125
• 3.5.5 结论125-126
• 3.6 本章小结126-128
• 4 人工湿地植物、微生物及基质特性研究128-144
• 4.1 试验湿地植物特性研究128-132
• 4.1.1 北方湿地植物的筛选原则128
• 4.1.2 北方湿地植物的选定及特点128-129
• 4.1.3 初始植物指标测定129-130
• 4.1.4 植物种植方式130
• 4.1.5 植物生长情况130-132
• 4.2 试验湿地酶及微生物特性研究132-138
• 4.2.1 人工湿地基质酶特性研究133-134
• 4.2.2 人工湿地微生物特性研究134-137
• 4.2.3 人工湿地水质生物毒性评价137-138
• 4.3 试验湿地基质特性研究138-142
• 4.3.1 人工湿地基质初始特性研究138-141
• 4.3.2 人工湿地运行末期基质特性研究141-142
• 4.4 本章小结142-144
• 5 人工湿地中反应动力学模型的应用及研究144-160
• 5.1 人工湿地反应动力学模型简介144-146
• 5.2 人工潜流湿地各主要污染物降解效果对反应动力学模型的模拟146-158
• 5.2.1 潜流人工湿地的模拟条件146
• 5.2.2 潜流人工湿地有机物降解效果对反应动力学模型的模拟146-149
• 5.2.3 潜流人工湿地NH_3-N降解效果对反应动力学模型的模拟149-152
• 5.2.4 潜流人工湿地TN降解效果对反应动力学模型的模拟152-155
• 5.2.5 潜流人工湿地TP降解效果对反应动力学模型的模拟155-158
• 5.3 本章小结158-160
• 6 人工湿地系统的应用研究160-170
• 6.1 北方都市生态湿地工程目标及意义160-161
• 6.1.1 工程项目背景160
• 6.1.2 工程的目标160-161
• 6.1.3 与项目目标的关联性分析161
• 6.1.4 工程的意义161
• 6.2 人工湿地工程示范区确定161-162
• 6.3 南口示范工程设计原则及设计思路162-163
• 6.3.1 设计原则162
• 6.3.2 设计思路162-163
• 6.4 工程设计规模163-164
• 6.5 工程设计水质164
• 6.5.1 工程进水水质164
• 6.5.2 工程目标处理水质164
• 6.6 工艺流程164-165
• 6.7 示范工程设计图165
• 6.8 示范工程现场图165-166
• 6.9 示范工程投资预算表166-168
• 6.10 本章小结168-170
• 7 结论与展望170-174
• 7.1 结论170-172
• 7.2 创新点172
• 7.3 展望172-174
• 参考文献174-180
• 致谢180-182
• 在学期间发表学术论文及参加科研工作情况182-183

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