坡地潜流人工湿地处理养牛场污水试验研究

论文摘要

本文综合分析了湿地科学和人工湿地污水处理技术的国内外研究进展,提出了研究的目的和意义。传统的潜流人工湿地被称为厌氧床,传氧的限制制约了污染物的进一步去除。本文从氮的降解着手,提出了分步硝化反硝化的两相脱氮工艺。整个系统由布水沉淀池、三级好氧湿地、一级厌氧床和一投放大薸和白鲢的稳定塘组成。各级好氧湿地间存在少许高差并由溢流堰连接,长宽比相对较小且局部覆土;厌氧床长宽比较大且水深较高。湿地填充石灰石基质,湿地植物选用水葱和香蒲。经过近半年的运行得到如下结论:①比起水葱,香蒲草能更好的适应重庆长江沿岸的生长环境,由于长江沿岸时常有较强的风力,中空且高细的水葱容易被吹倒。②石灰石基质在10cm/d、20cm/d、40cm/d三种水力负荷下均能将pH值7.0以下的系统入水有效缓冲至7.4-7.7。③溢流堰跌水曝气的系统,能使污水有效复氧。溶解氧为0.2mg/L左右出水经过曝气可上升至4.0mg/L左右。三级曝气总复氧量约为12mg/L,入水浓度大则不利于复氧。④当水力负荷为20cm/L时,总氮（TN）的平均入水浓度为6.67mg/L,平均去除率为89.4﹪,总磷（TP）的平均进水浓度为3.541mg/L,平均去除率82.8﹪。CODcr平均入水浓度为343.1mg/L,系统平均去除率为85.4﹪。在水力负荷为40cm/d的工况下运行,系统仍保持了较高的去除率。⑤在20cm/d、40cm/d两种水力负荷下,叶绿素a平均出水浓度值为8.07μg/L,平均去除率为58.5﹪。在两种水力负荷下,系统对浊度的去除相对稳定,出水浊度4.83NTU,平均去除率62.7﹪,进出水值成正相关性。⑥浮水植物大薸适合运用于人工易于控制的小范围水面。产出的大薸可以作为辅助的鸡饲料,在投入50元人民币的情况下,产出约150元人民币,具有生态和经济的双重功效。⑦TN、TP、CODcr三种污染物有在本湿地系统中的降解都较好的遵循一级动力学模型（R2均大于0.9）。通过降解方程的斜率,求出了TN,TP,CODcr基于面积的一级动力学去除速率常数值,分别为100.1、59.9和118.0m/y。为同类湿地的设计提供理论参考。文章最后做了湿地工程面积计算举例,并提出了进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 湿地概述
• 1.1.1 湿地
• 1.1.2 人工湿地
• 1.1.3 人工湿地的类型
• 1.2 人工湿地处理工艺
• 1.2.1 人工湿地净化机理
• 1.2.2 影响人工湿地处理效果的因素
• 1.2.3 人工湿地动力学模型
• 1.3 国内外人工湿地研究进展
• 1.3.1 人工湿地发展简史
• 1.3.2 国内人工湿地研究现状
• 1.3.3 国外研究现状
• 1.4 课题的提出及其实用意义
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 研究的目的及意义
• 2 实验设计与实验内容
• 2.1 实验场地概况
• 2.2 试验方案
• 2.3 构筑物设计
• 2.3.1 布水沉淀池
• 2.3.2 多级串联溢流湿地反映器设计
• 2.3.3 湿地植物的选择
• 2.3.4 稳定塘的设计
• 2.4 实验运行及实验内容
• 2.5 试验测试指标、测试方法及监测频率
• 3 实验结果与分析
• 3.1 水葱和香蒲的生长情况
• 3.2 湿地系统运行结果分析
• 3.2.1 污水的pH 值变化
• 3.2.2 溶解氧的变化分析
• 3.2.3 系统对TN 的去除效果分析
• 3.2.4 湿地系统对TP 的去除效果分析
• 3.2.5 湿地系统对CODcr 的去除
• 3.2.6 系统对叶绿素a 的去除
• 3.2.7 系统对浊度的去除
• 3.2.8 小结
• 3.3 稳定塘运行结果分析
• 3.3.1 水生动植物生长状况
• 3.3.2 稳定塘对污物的去除分析
• 3.3.3 稳定塘的经济效益分析
• 3.3.4 小结
• 3.4 与相近湿地系统处理效果对比分析
• 4 基于一级动力学模型的人工湿地设计方法研究
• 4.1 一级动力学模型研究
• 4.1.1 TN 一级动力学模型拟合及速率常数计算
• 4.1.2 TP 一级动力学模型拟合及速率常数计算
• 4.1.3 CODcr 一级动力学模型拟合及速率常数计算
• 4.1.4 小结
• 4.2 实际工程设计举例
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 本文创新点
• 5.3 研究建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录