波形潜流人工湿地处理模拟生活污水的研究

【摘要】： 人工湿地污水处理技术由于低碳环保、成本低、维护管理简单且能美化环境等优点被广泛用于低浓度污水处理。本研究采用波形潜流人工湿地(Wavy Subsurface Flow Constructed Wetland,简称W-SFCW)处理模拟生活污水,以水平潜流人工湿地(Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland,简称SFCW)作为对照湿地,研究水力停留时间(Hydraulic Retention Time,简称HRT)、水位、曝气位置、曝气强度等因素对模拟生活污水中CODcCr、NH4+-N、TN和TP的去除效果。结果表明： (1)试验初期选择水力负荷为15cm3·cm-2·d-1,HRT为1d,水位为40cm时,由于填料的吸附,W-SFCW对氮类污染物的去除效果较好,NH4+-N的平均去除率达90.5%,TN的平均去除率达86.6%；而TP主要通过基质的吸附作用而去除,在水力负荷为7.5 cm3·cm-2·d-1,HRT为2d,水位为40cm时的效果较好,此时去除率可达86.6%；本试验中对于CODCr的去除,当水位维持在40cm处,即使在停留时间为0.6d时,W-SFCW对其去除率依然可以达67.1%。 (2) W-SFCW的充氧能力较低,不能满足好氧微生物生长繁殖所需的氧气,本试验中通过人工强化曝气的措施来提高其溶氧水平,提高净化效率。曝气强度在300-350 mL·min-1时,在W-SFCW的2#和4#即前端和末端处曝气,W-SFCW内部DO较高,一些局部的厌氧区也变为好氧区,硝化细菌等好氧细菌活性增强,生长繁殖速度加快,CODcr和NH4+-N的去除率也有大幅的增长,可分别达85.4%和93.2%,而此时由于厌氧区域缩小,限制了反硝化细菌的生长繁殖,故TN去除率不高；改为间歇曝气,湿地内部形成了厌氧、好氧交替的环境,微生物的硝化和反硝化作用增强,W-SFCW对总氮的去除率提高,TN去除率达70%以上,TP的去除主要依靠基质的吸附作用,受曝气的影响较小。由此可见,若以去除CODCr和NH4+-N为主要目的,可采取连续曝气的措施,若以去除TN为主要目的,应采取间歇曝气的方式。 【关键词】：波形潜流人工湿地 水平潜流人工湿地 水力停留时间 水位 曝气
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 人工湿地的概念10-11
• 1.1.1 人工湿地的概念10
• 1.1.2 人工湿地的构造10-11
• 1.1.3 人工湿地的特点11
• 1.2 人工湿地类型11-13
• 1.3 人工湿地去污机理13-16
• 1.4 人工湿地去污的影响因素16-19
• 1.4.1 人工湿地系统设计因子16-17
• 1.4.2 人工湿地系统设计参数17-19
• 1.5 人工湿地技术的研究进展19-21
• 1.5.1 国外人工湿地技术的研究进展19-20
• 1.5.2 国内人工湿地技术的研究进展20-21
• 1.6 课题来源21
• 1.7 研究内容21-23
• 1.7.1 波形潜流人工湿地对模拟生活污水净化效果的研究21-22
• 1.7.2 曝气充氧对波形潜流湿地污水处理效果的研究22-23
• 1.8 创新点23-24
• 2 试验设计与研究方法24-27
• 2.1 W-SFCW设计原理24
• 2.2 试验方法24-25
• 2.2.1 W-SFCW设计和研究方法24-25
• 2.2.2 取样管布置25
• 2.2.3 湿地基质25
• 2.3 试验水质和测定方法25-27
• 2.3.1 试验水质25-26
• 2.3.2 测定方法及主要仪器26-27
• 3 W-SFCW处理模拟生活污水的研究27-38
• 3.1 HRT对W-SFCW去除污染物的效果研究27-32
• 3.1.1 HRT对W-SFCW处理CODcr的影响27-28
• 3.1.2 HRT对W-SFCW处理NH_4~+-N的影响28-29
• 3.1.3 HRT对W-SFCW处理TN的影响29-31
• 3.1.4 HRT对W-SFCW处理TP的影响31-32
• 3.2 不同水位对W-SFCW去除污染物的效果研究32-36
• 3.2.1 水位对W-SFCW处理COD_(Cr)的影响32-33
• 3.2.2 水位对W-SFCW处理NH_4~+-N的影响33-34
• 3.2.3 水位对W-SFCW处理TN的影响34-35
• 3.2.4 水位对W-SFCW处理TP的影响35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 曝气条件下W-SFCW对污染物的去除效果38-54
• 4.1 曝气前后W-SFCW对污染物的去除效果分析38-42
• 4.1.1 曝气前后W-SFCW对TN的去除效果38-40
• 4.1.2 曝气前后W-SFCW对NH_4~+-N的去除效果40-41
• 4.1.3 曝气前后W-SFCW对COD_(Cr)的去除效果41
• 4.1.4 曝气前后W-SFCW对TP的去除效果41-42
• 4.2 曝气位置对W-SFCW去除污染物的影响分析42-47
• 4.2.1 曝气位置对W-SFCW处理NH_4~+-N的影响43-44
• 4.2.2 曝气位置对W-SFCW处理TN的影响44-45
• 4.2.3 曝气位置对W-SFCW处理COD_(Cr)的影响45-46
• 4.2.4 曝气位置对W-SFCW处理TP的影响46-47
• 4.3 曝气强度对W-SFCW去除污染物的影响分析47-50
• 4.3.1 曝气强度对W-SFCW处理TN的影响47-48
• 4.3.2 曝气强度对W-SFCW处理NH_4~+-N的影响48-49
• 4.3.3 曝气强度对W-SFCW处理COD_(Cr)的影响49-50
• 4.3.4 曝气强度对W-SFCW处理TP的影响50
• 4.4 间歇曝气提高W-SFCW对总氮的去除率50-52
• 4.5 本章小结52-54
• 5 填料在氮磷去除中的作用效果54-57
• 5.1 NH_4~+对填料固定PO_4~(3-)力的影响研究54-55
• 5.2 pH对填料释放PO_4~(3-)和NH_4~+能力的研究55-56
• 5.3 本章小结56-57
• 6 结论57-58
• 7 建议58-59
• 参考文献59-63
• 个人简历63-64
• 致谢64

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