复合式人工湿地处理小城镇生活污水的研究

【摘要】：人工湿地是一种污水生态处理工艺,具有处理效果好、投资少、建设快的特点,适用于生活污水的处理。本文为解决北京地区小城镇水环境污染问题,进行了复合式人工湿地处理小城镇生活污水的实验研究,研究内容包括不同类型复合人工湿地对生活污水的处理效果的研究,以及湿地植物在氮磷去除中的作用。研究设计了室内小试实验和现场实验两部分,小试实验采用“垂直流湿地—表流湿地”组合工艺；现场实验采用“水平流湿地—表流湿地”组合工艺。通过对两部分实验的污水处理效果以及植物在污染物去除过程中所发挥的作用进行的分析,得到以下实验结论： (1)垂直流—表流组合人工湿地可以有效处理生活污水,COD、TN、TP、NH3-N平均去除率分别为80%、70%、55%和60%。污染物的去除主要是由垂直流部分完成,表流部分可以对COD、TN、NH3-N进一步去除,但对TP去除效果不明显。 (2)在垂直流反应装置中添加活性污泥可以促进填料表面生物膜的生长,缩短了人工湿地启动时间,并提高污染物的去除效果。 (3)植物在人工湿地中主要起对污染物的吸收和为微生物提供附着条件的作用,种植植物的人工湿地比没有植物的人工湿地污染物去除率高。植物对氮磷的吸收贡献率与人工湿地所选择的工艺有关,表流湿地比垂直流湿地更利于植物对水中污染物质的吸收。 (4)水平潜流—表流组合人工湿地可以有效处理生活污水,COD、TN、TP、NH3-N平均去除率分别为65%、70%、60%和75%左右。污染物的去除主要是由水平潜流部分完成,表流部分对TN和NH3-N具有一定的去除效果,对COD和TP的去除效果不明显。 (5)现场人工湿地启动阶段对污染物去除效果不佳,出现了湿地出水污染物浓度高于进水污染物浓度的情况；在启动阶段结束后,随着湿地内部微生物系统的构建完成和填料表面污染物随出水排出,人工湿地开始对水中污染物有去除效果。 (6)由于光照充足,植物在现场人工湿地的长势更好,同时对污染物去除贡献率更高。种植于表流湿地的植物比潜流湿地的植物长势好,生物量和体内氮磷含量较高。表流湿地植物对TN和TP的去除的贡献率大于水平潜流湿地植物的氮磷去除贡献率。 (7)现场表流人工湿地由于通风良好,利于NH3-N的挥发,因此对于NH3-N的去除贡献比其他三种污染物去除贡献更大。 【关键词】：人工湿地 生活污水 组合工艺 湿地植物 小城镇
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1. 引言8-11
• 1.1 小城镇水环境污染现状8-9
• 1.2 研究目的与意义9-10
• 1.3 课题来源10-11
• 2. 小城镇污水生态处理技术与人工湿地处理技术研究现状11-27
• 2.1 小城镇污水生态处理技术11-13
• 2.1.1 百乐卡(BIOLAK)系统11-12
• 2.1.2 人工快滤污水处理系统12
• 2.1.3 多元生物污水生态净化系统12-13
• 2.1.4 蚯蚓生态滤池13
• 2.2 人工湿地污水处理技术研究现状13-24
• 2.2.1 人工湿地的定义14
• 2.2.2 人工湿地的分类14-15
• 2.2.3 人工湿地污染物去除机理15-17
• 2.2.3.1 有机物的去除15-16
• 2.2.3.2 氮的去除16
• 2.2.3.3 磷的去除16-17
• 2.2.3.4 悬浮物的去除17
• 2.2.4 人工湿地的设计17-20
• 2.2.4.1 湿地面积的确定18-19
• 2.2.4.2 湿地深度的确定19
• 2.2.4.3 湿地长宽比的确定19-20
• 2.2.4.4 水力停留湿地的确定20
• 2.2.5 人工湿地污水处理系统的研究进展20-24
• 2.2.5.1 不同类型湿地应用与研究20-21
• 2.2.5.2 不同类型填料对于污染物去除效果的研究21-22
• 2.2.5.3 人工湿地的新型生物处理方法22
• 2.2.5.4 人工湿地中植物的研究22-24
• 2.3 研究思路及主要内容24-25
• 2.3.1 研究的主要内容24-25
• 2.3.1.1 实验室小试装置的工艺设计及运行24
• 2.3.1.2 实验室小试装置不同条件下处理效果的研究24-25
• 2.3.1.3 生物强化效果的强化方式、效果的研究25
• 2.3.1.4 现场中试系统的工艺设计、施工、调试和运行25
• 2.3.2 创新点25
• 2.4 技术路线图25-27
• 3. 垂直流—表流组合人工湿地小试装置的研究27-37
• 3.1 实验材料与方法27-29
• 3.1.1 反应装置的设计27
• 3.1.2 填料与植物选择27-28
• 3.1.3 实验方法28-29
• 3.2 实验结果与分析29-34
• 3.2.1 COD的去除29-30
• 3.2.2 TN的去除30-31
• 3.2.3 TP的去除31-32
• 3.2.4 NH_3-N的去除32-33
• 3.2.5 微生物群落结构分析33-34
• 3.3 植物在污染物去除中所起的作用34-36
• 3.3.1 生长状况34-35
• 3.3.2 氮磷含量及吸收量35
• 3.3.3 植物在污染物去除过程中的作用35-36
• 3.4 小结36-37
• 4. 水平潜流—表流组合人工湿地的示范研究37-48
• 4.1 实验区概况37-38
• 4.2 水平潜流—表流组合人工湿地的设计及施工38-40
• 4.3 实验方法40-41
• 4.4 实验结果与分析41-44
• 4.4.1 COD的去除41
• 4.4.2 TN的去除41-42
• 4.4.3 TP的去除42-43
• 4.4.4. NH_3-N的去除43-44
• 4.5 现场植物在污染物去除过程中所起的作用44-47
• 4.5.1 生长状况45
• 4.5.2 植物氮磷含量及吸收量45-46
• 4.5.3 植物在污染物去除过程中的作用46-47
• 4.6 小结47-48
• 5. 结论与建议48-50
• 5.1 结论48
• 5.2 建议48-50
• 参考文献50-54
• 个人简介54-55
• 导师简介55-56
• 获得成果目录56-57
• 致谢57

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