潜流人工湿地处理高浓度生活污水的试验研究

【摘要】： 人工湿地是根据自然湿地原理,人为构建的工程性污水处理系统,整个系统通过基质、植物和微生物的三重协同作用来完成对污水的高效净化。 本文采取人工投加微生物菌剂的方式,针对潜流式人工湿地对高浓度生活污水中的有机物、TN、NH_4~+-N和TP的去除效果进行了研究。基于正交试验的方法,本项研究首先构建了由不同基质(陶粒和浮石)、不同植物(芦苇和菖蒲)、不同微生物(1号菌剂和2号菌剂)相互搭配的4种潜流式人工湿地模拟系统,以高浓度生活污水为处理对象,在北方的冬季(平均水温9.56℃)展开试验,试验研究结果如下: (1)对于有机物、TN和NH_4~+-N的去除,4号实验(芦苇+浮石+1号菌剂)在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水COD、TN、和NH_4~+-N的浓度最高分别为:731.25mg/L、113.31mg/L、96.36mg/L;相应出水浓度最高分别为:183.22mg/L、54.21mg/L、51.18mg/L。试验系统对有机物、TN、和NH_4~+-N最高去除率分别为82.93%、55.95%和52.21%。对于TP的去除,2号实验(菖蒲+浮石+2号菌剂)在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水、出水TP浓度最高分别为15.07mg/L,4.49mg/L,试验系统对TP的去除率最高为73.16%。 (2)在冬季,潜流式人工湿地中基质对污染物去除作用最强,微生物次之,植物最弱。 (3)从去除污染物作用效果上看,以浮石为基质明显好于陶粒;采用芦苇和菖蒲作为试验植物时,实验效果差异不大;分别投加1号菌剂和2号菌剂时,试验效果差异也不大。 (4)人工投加的微生物能使试验系统对COD、TN、NH_4~+-N和TP的去除率分别提高14.83%、12.27%、16.07%和5.74%。 (5)一级动力学模型可以很好地描述污染物在湿地系统中的去除规律。 潜流式人工湿地污水处理技术是一种低成本、高效率的污水处理技术,能有效地去除高浓度生活中的有机物、TP、TN和NH_4~+-N。 【关键词】：潜流人工湿地 基质 植物 微生物 正交试验 高浓度生活污水
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-29
• 1.1 选题的依据和意义12-15
• 1.1.1 我国水污染基本状况12
• 1.1.2 我国城市生活污水处理方法介绍12-15
• 1.2 人工湿地污水处理技术综述15-27
• 1.2.1 人工湿地的组成16-18
• 1.2.2 人工湿地的分类18-20
• 1.2.3 人工湿地的工艺组合方式20-21
• 1.2.4 人工湿地的运行方式21
• 1.2.5 人工湿地的去污机理21-25
• 1.2.6 国内外人工湿地污水处理技术发展概况25-27
• 1.3 课题研究的目的、意义以及主要内容27-29
• 1.3.1 课题研究的目的和意义27-28
• 1.3.2 课题研究内容28-29
• 第2章 试验内容和试验设计29-38
• 2.1 试验内容29
• 2.2 试验设计29-31
• 2.3 试验植物31-32
• 2.3.1 试验植物菖蒲的特点31
• 2.3.2 试验植物芦苇的特点31-32
• 2.4 试验基质32-33
• 2.4.1 试验基质浮石的特点32-33
• 2.4.2 试验基质陶粒的特点33
• 2.5 试验微生物33-35
• 2.5.1 微生物菌剂的增殖培养33-34
• 2.5.2 微生物菌液的投加34-35
• 2.6 试验装置设计35-36
• 2.7 污水来源36
• 2.8 水质分析方法和所用设备36-38
• 第3章 潜流式人工湿地去除污染物的正交试验研究38-56
• 3.1 潜流式人工湿地系统去除有机物的正交试验研究38-42
• 3.1.1 潜流式人工湿地系统去除有机物功能介绍38-39
• 3.1.2 潜流式人工湿地系统去除有机物的试验研究39-41
• 3.1.3 潜流式人工湿地系统去除有机物的试验结果分析41-42
• 3.2 潜流式人工湿地系统去除TP的正交试验研究42-46
• 3.2.1 潜流式人工湿地系统去除TP功能介绍42-43
• 3.2.2 潜流式人工湿地系统去除TP的试验研究43-45
• 3.2.3 潜流式人工湿地系统去除TP的试验结果分析45-46
• 3.3 潜流式人工湿地系统去除TN的正交试验研究46-50
• 3.3.1 潜流式人工湿地系统去除TN功能介绍46-47
• 3.3.2 潜流式人工湿地系统去除TN的试验研究47-50
• 3.3.3 潜流式人工湿地系统去除TN的试验结果分析50
• 3.4 潜流式人工湿地系统去除NH_4~+-N的正交试验研究50-53
• 3.4.1 潜流式人工湿地系统去除NH_4~+-N的试验研究50-53
• 3.4.2 潜流式人工湿地系统去除NH_4~+-N的试验结果分析53
• 3.5 本章结论53-56
• 第4章 人工投加的微生物在试验系统中的作用研究56-72
• 4.1 人工投加的微生物去除有机物的作用研究56-60
• 4.1.1 微生物去除有机物的过程分析56-57
• 4.1.2 人工投加的微生物去除有机物的作用研究57-59
• 4.1.3 人工投加的微生物去除有机物的研究结果分析59-60
• 4.2 人工投加的微生物去除TP的作用研究60-63
• 4.2.1 微生物去除TP过程分析60-61
• 4.2.2 人工投加的微生物去除TP的作用研究61-63
• 4.2.3 人工投加的微生物去除TP的研究结果分析63
• 4.3 人工投加的微生物去除TN的作用研究63-67
• 4.3.1 微生物去除TN的过程分析63-65
• 4.3.2 人工投加的微生物去除TN的作用研究65-67
• 4.3.3 人工投加的微生物去除TN的研究结果分析67
• 4.4 人工投加的微生物去除NH_4~+-N的作用研究67-70
• 4.4.1 人工投加的微生物去除NH_4~+-N的作用研究67-69
• 4.4.2 人工投加的微生物去除NH_4~+-N的研究结果分析69-70
• 4.5 本章结论70-72
• 第5章 人工湿地中污染物去除动力学模型研究72-78
• 5.1 一级动力学模型72-74
• 5.1.1 一参数一级动力学模型72-73
• 5.1.2 二参数一级动力学模型73
• 5.1.3 三参数一级动力学模型73-74
• 5.2 Monod动力学模型74-75
• 5.3 人工湿地中污染物去除动力学模型研究75-77
• 5.3.1 人工湿地中污染物去除动力学模型研究试验方法75
• 5.3.2 人工湿地中污染物去除动力学模型研究试验结果分析75-77
• 5.4 本章结论77-78
• 第6章 结论和建议78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 建议79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 作者简介85-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果86-87
• 附录87-88

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