论文题目: 潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 雒维国
导师: 王世和
关键词: 潜流,人工湿地,脱氮,机理分析,去除效果
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 人工湿地处理污水具有出水水质好,基建投资和日常运行费用低,维护管理方便等优点,且具有美学价值,特别符合国际上污水处理的小型化和分散化的最新环保理念,值得在中小城镇大力推广。但是,人工湿地对污染物的去除效果受到多种因素的影响和制约,诸如气温、基质属性、湿地植物、土壤微生物和湿地蒸发蒸腾等,而这些因素限制了湿地净化效果的进一步提高,目前正在成为限制湿地推广应用的瓶颈因素。本文针对湿地脱氮的主要影响因素,通过构建系列湿地模型,以污水厂初沉池出水作为湿地进水,在湿地稳定运行后,2002年9月至2005年4月,全面考察了影响湿地脱氮率因素和湿地脱氮率间的关系。研究内容主要包括:(1)不同湿地植物对脱氮效果的影响,试验首次研究了湿地植物光合作用和蒸腾特性的变化规律及其对湿地脱氮的影响,从侧面研究湿地植物在湿地脱氮过程中的作用;(2)湿地基质对NH4+-N和TN的吸附净化,以及净化过程中NO3--N的转化规律研究;(3)湿地中脱氮微生物的种群分析研究,结合湿地脱氮效果以MPN-FISH方法对湿地中硝化菌群进行了统计分析;(4)不同植物湿地中溶解氧分布规律研究,以及溶解氧水平对脱氮效果的影响;(5)全面分析研究了湿地构型、水力条件及运行方式等对脱氮效果的影响,最后进行了部分湿地强化脱氮试验。综合试验数据,文章深入探讨了湿地脱氮的机理,分析组成湿地的基质、植物和微生物在脱氮过程中的作用。试验发现,湿地植物的光合作用强度影响湿地整体的脱氮效果,光合代谢总量影响湿地TN的去除量;在所有的湿地植物中,芦苇的光合作用强度较大,水分利用率较高,根系泌氧量大;仅靠湿地基质吸附去除污染物的效果较差,而基质和植物根系及微生物的结合才是湿地脱氮的最佳介质;MPN-FISH分析表明,曝气后湿地硝化菌生长环境得到改善,菌群数量提高;同时借助“灰箱”理论,运用神经网络模型对湿地的运行条件进行优化,并在此基础上提出湿地强化脱氮的可行方法。最后试验以高污染负荷废水为对象,进行强化脱氮试验并加以验证。另外,在考虑高效脱氮的前提下,试验探讨了湿地对磷的去除效果,研究了湿地除磷的机理,对于全面提高湿地脱氮除磷功能具有借鉴意义。本研究结合试验成果探讨了人工湿地的脱氮机理,提出人工湿地高效脱氮运行的适用技术,对于推广人工湿地在不同地区和条件下的应用具有重要意义。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 湿地概述
1.2 人工湿地概述
1.3 目前国内外有关人工湿地的研究热点
1.4 目前人工湿地脱氮研究现状
1.5 论文选题依据和课题来源
1.6 论文创新之处
第二章 人工湿地模型的建造和试验
2.1 人工湿地设计原理
2.2 人工湿地模型的建造
2.3 试验准备
第三章 人工湿地脱氮影响因素分析及条件优化
3.1 湿地中DO 分布研究
3.2 温度对人工湿地净化效果的影响
3.3 水力条件对人工湿地脱氮效果的影响
3.4 湿地构型对脱氮的影响
3.5 湿地植物对脱氮的影响
第四章 人工湿地脱氮机理研究
4.1 湿地植物光合作用和蒸发蒸腾研究
4.1.1 植物光合作用下根系泌氧研究
4.1.2 植物光合作用特性对湿地脱氮效果的影响
4.1.3 人工湿地蒸发蒸腾研究
4.1.4 湿地蒸发蒸腾量日变化对净化效果的影响
4.1.5 蒸发蒸腾量的季节变化对湿地处理效果的影响
4.2 人工湿地系统中的氨氮挥发研究
4.2.1 湿地长度方向上氨氮挥发的变化
4.2.2 气温对氨氮挥发的影响
4.2.3 pH 值对氨氮挥发的影响
4.3 湿地基质的吸附脱氮
4.3.1 湿地基质试验的准备
4.3.2 湿地基质对三氮的吸附净化
4.4 湿地中脱氮微生物的MPN-FISH 检测分析
4.4.1 湿地中脱氮微生物种群分布
4.4.2 脱氮微生物的MPN-FISH 检测分析
4.4.3 湿地中硝化菌和反硝化菌分布与脱氮效率的关系
4.5 人工湿地中三氮的分布和转化
4.5.1 湿地中氮污染物的转化
4.5.2 湿地中氮分布数学模型的建立
4.5.3 湿地脱氮权重分析
第五章 基于灰色关联分析和遗传 BP 算法的湿地运行参数优化
5.1 湿地运行参数优选
5.2 遗传BP 算法参数的配置
5.3 模拟结果分析
第六章 改善湿地溶氧条件强化脱氮效果
6.1 改变溶解氧条件强化脱氮效果
6.2 湿地多点进水和串连运行方式对脱氮的影响
6.3 改变植物种植密度强化湿地脱氮效果
6.4 强化脱氮条件下对磷的去除效果
第七章 结论和建议
致谢
参考文献
作者简介
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].回流人工湿地对毒死蜱等农药去除途径和生物降解机制研究[D]. 唐小燕.暨南大学2017
- [2].人工湿地污染物去除规律与机理及其动力学模型研究[D]. 高平平.西南交通大学2017
- [3].尾气增氧人工湿地污染物强化去除机制及其氧化亚氮减排效能研究[D]. 张馨文.山东大学2018
- [4].生物生态组合型农村生活污水处理系统污染物去除特性及工艺模拟研究[D]. 张跃峰.东南大学2018
- [5].铁-碳酸钙对复合人工湿地生物化学调控研究[D]. 赵志淼.东华大学2017
- [6].人工湿地强化技术及其效能研究[D]. 周卿伟.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)2017
- [7].人工湿地除磷基质筛选及其吸附机理研究[D]. 赵桂瑜.同济大学2007
- [8].强化人工湿地对富营养化水体的修复及作用机理研究[D]. 付融冰.同济大学2007
- [9].膜生物反应器—人工湿地复合系统净化工艺研究[D]. 肖恩荣.中国科学院研究生院（水生生物研究所）2007
- [10].活性污泥法—人工湿地联合处理城市污水研究[D]. 付国楷.同济大学2007
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