湿地内部曝气对出水水质改善及堵塞防治研究

论文摘要

人工湿地污水处理系统作为一种新兴的污水处理技术,由于解决了传统污水处理工艺基建费用和运行费用高的问题而发展迅速,特别是在欧美发达国家,这种技术得到广泛应用。但是人工湿地工艺氮磷去除率低、易堵塞等问题严重制约湿地的广泛应用。关于改善人工湿地氮磷去除率,防治湿地堵塞的研究很多,研究表明湿地系统氮磷去除率低的主要原因是湿地内部溶解氧很低,氮的硝化反硝化反应和Fe2+不能被氧化生成Fe3+与PO43-结合成稳定化合物从而影响磷的去除;人工湿地堵塞主要是湿地表层填料吸附污水中的SS和有机物,造成污水淤积。为此,通过人工湿地内部曝气提高湿地内部的溶解氧,改善湿地中微生物对污水中有机氮的氨化-硝化-反硝化反应和Fe2+氧化生成Fe3+,与PO43-结合形成稳定化合物。本研究在不同级湿地种植不同湿地植物,通过测定不同湿地对污水中氮磷去除效果,选择二级湿地作为试验场地。通过研究溶解氧的变化规律、氮磷的去除效果的变化以及湿地堵塞的情况,得出结论如下:①湿地内部曝气工艺在30cm处曝气,溶解氧达到饱和状态,气压越大,所需时间越短。②人工湿地内部曝气充氧可以增大COD的去除效率,对氮磷的去除效率与曝气深度有关,与未曝气湿地相比,在55cm曝气,可以增强湿地对氨氮、TP的去除率,在33cm曝气降低氨氮、TP的去除率。③对比未曝气湿地与曝气人工湿地的基质含水量、基质孔隙率,研究表明曝气可以减小基质含水量和提高基质孔隙率,因此湿地内部曝气可以在一定程度上改善湿地的堵塞程度。本研究的创新点主要是实现了湿地中曝气。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究课题的背景
• 1.2 研究内容
• 2 文献综述
• 2.1 湿地、人工湿地及人工湿地处理工艺的简述
• 2.1.1 湿地简述
• 2.1.2 人工湿地及人工湿地污水处理工艺的简述
• 2.1.3 人工湿地的类型
• 2.1.4 人工湿地处理工艺原理及其特点
• 2.1.5 人工湿地工艺国内外应用
• 2.2 人工湿地处理工艺研究进展
• 2.2.1 人工湿地工艺研究进展
• 2.2.2 人工湿地植物的研究
• 2.2.3 人工湿地去除氮磷的研究进展
• 2.2.4 人工湿地堵塞机理研究
• 2.2.5 人工湿地堵塞防治研究
• 3 试验场的选择与确定
• 3.1 湿地植物的配选
• 3.2 实验方法和时间
• 3.3 实验数据
• 3.4 结果分析
• 4 试验设计与设备安装
• 4.1 曝气试验技术路线
• 4.2 场址的确定
• 4.3 试验设计
• 4.3.1 设计参数
• 4.3.2 管道的选择
• 4.3.3 鼓风机的选择
• 4.4 场地设施安装
• 4.4.1 管道的安装
• 4.4.2 曝气机的安装
• 4.4.3 曝气系统调试
• 5 湿地曝气对水质改善及堵塞防治研究
• 5.1 方法与材料
• 5.1.1 实验运行时间安排
• 5.1.2 采样点布置及采样频率
• 5.1.3 分析方法、时间及主要仪器
• 5.1.4 实验结果表征
• 5.2 曝气对溶解氧的影响
• 5.2.1 试验结果
• 5.2.2 深度对溶解氧变化的影响
• 5.2.3 气压对溶解氧变化的影响
• 5.2.4 温度对溶解氧变化的影响
• 5.3 曝气对污染物去除的影响
• 5.3.1 实验结果
• 5.3.2 曝气深度对污染物去除的影响
• 5.3.3 气压对污染物去除的影响
• 5.3.4 温度对污染物去除的影响
• 5.4 曝气对湿地堵塞的缓解
• 5.4.1 实验结果
• 5.4.2 曝气对缓堵的效果分析
• 6 湿地内部曝气工艺系统适用性研究
• 6.1 湿地内部曝气工艺经济及适用性分析
• 6.1.1 直接经济效益
• 6.1.2 间接经济效益
• 6.2 湿地内部曝气工艺适用性分析
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录