人工湿地改善景观水体水质技术研究

论文摘要

本研究采用人工湿地净化以雨水和再生水为主要水源人工景观水体的水质净化技术。文章主要从湿地对水体中污染物的去除效果、湿地运行的最佳水力负荷、季节变化对湿地运行效果的影响、污染物的去除途径分析、湿地出水污染物浓度与面积负荷之间的关系、人工湿地冬季运行性能的强化措施、水体水质的改善效果等多个方面介绍型人工湿地净化水体水质的研究成果。结果表明：（1）人工湿地对水中P、N、COD、浊度和藻类等污染物有较好去除效果。湿地对TP的最大去除率为66％，NO3--N的最大去除率为97.5％，NH4+-N的最大去除率为42.9％，TN的最大去除率为40.9％，COD的最大去除率为80％，浊度的最大去除率为96.7％，藻类的最大去除率为99％。（2）随水力负荷的增加湿地对氨氮的去除效果略有好转，而其它污染物的去除率均下降。人工湿地对污染物的去除效果受季节的影响较大，夏季湿地对TP的去除率要比冬季高出34％，对TN的去除率要比冬季高出27％。（3）实验结果可以得出当水力负荷为1.2m/d时，湿地除磷的最大去除速率5.66g/（m2·d）；当水力负荷为0.9m/d时，湿地对NH4+-N、NO3--N和TN的最大去除速率23.87g/（m2·d）、35.91g/（m2·d）、54.58g/（m2·d）。（4）植物覆盖可以有效提高冬季湿地对N、P的去除效果。植物覆盖湿地对TP和氨氮的去除效果约是空白床的两倍；对TN的去除效果约是空白床的三倍左右；对硝氮的处理效果基本没有什么区别，去除效果均较差。植物覆盖可以作为冬季湿地保温方法用以提高湿地冬季运行效果。（5）湿地是水体中污染物去除的主要途径，去除TP和TN数量占总减少量的比例分别为52.6～88.6％和62.3～98.7％，平均分别为67.78％和77.32％。（6）在本实验条件下，三种植物中水柳腐烂时释放的COD、TN和TP的量最多，分别是46.02mg/g、0.98mg/g和0.4mg/g。（7）夏季时湿地中部微生物量要高于湿地湿地前端和后部；冬季时湿地前端含有的生物量最高。微生物硝化活性的大小顺序是：前部＞中部＞后部。总之，采用人工湿地法处理景观水体效果好，为景观水体的水质净化提供了一条新思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 研究的现状
• 1.2.1 常用景观水体水质净化技术的比较
• 1.2.2 藻类爆发的危害与控制
• 1.2.3 人工湿地在受污染水体水质净化方面的应用
• 1.3 景观水体—人工湿地水质净化系统介绍
• 1.4 研究的目的和意义
• 1.5 研究的内容及预期成果
• 第二章 实验系统的构建
• 2.1 实验系统概况
• 2.1.1 系统位置
• 2.1.2 系统组成
• 2.1.3 系统尺寸
• 2.2 湿地填料
• 2.2.1 湿地填料的选择
• 2.2.2 湿地填料的配比
• 2.3 湿地植物
• 2.3.1 植物种类的优选原则
• 2.3.2 北京地区适用的水生植物种类
• 2.3.3 各水生植物种类简介及栽培特点
• 2.2.4 湿地植物的种植方式
• 2.4 实验用水
• 第三章 湿地运行性能的研究
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验系统
• 3.1.2 监测指标和分析方法
• 3.2 湿地对污染物的去除效果
• 3.2.1 对 TP的去除效果
• 3.2.2 对 N的去除效果
• 3.2.3 对 COD的去除效果
• 3.2.4 对浊度的去除效果
• 3.2.5 对藻类的去除效果
• 3.3 污染物在湿地中沿程的变化规律
• 3.4 湿地对污染物的去除最佳水力负荷
• 3.4.1 对 P去除的最佳水力负荷
• 3.4.2 对 N去除的最佳水力负荷
• 3.5 季节对污染物去除效果的影响
• 3.5.1 对磷去除效果的影响
• 3.5.2 对氮去除效果的影响
• 3.6 景观水池中水质的改善效果
• 3.7 冬季湿地保温强化处理效果
• 3.7.1 保温措施
• 3.7.2 温度变化
• 3.7.3 冻土厚度
• 3.7.4 污染物去除效果
• 3.8 污染物去除途径分析
• 3.9 污染物出水浓度与面积负荷之间的关系
• 3.10 小结
• 第四章 湿地植物
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 湿地植物观测
• 4.1.2 植物腐烂污染物释放量的测定
• 4.2 湿地植物的观测结果
• 4.2.1 湿地植物高度和生长速率的变化情况
• 4.2.2 植物腐烂污染物释放量的测定
• 4.3 湿地植物、景观水池的景观效果
• 4.4 小结
• 第五章 湿地微生物
• 5.1 试验材料与方法
• 5.1.1 湿地填料中微生物量的测定
• 5.1.2 微生物硝化活性的测定
• 5.1.3 微生物反硝化活性的测定
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 湿地填料中的微生物量
• 5.2.2 湿地微生物硝化活性
• 5.2.3 湿地微生物反硝化活性
• 5.3 湿地微生物脱氮所需碳源的来源分析
• 5.4 影响因素分析
• 5.4.1 溶解氧影响分析
• 5.4.2 温度影响分析
• 5.4.3 pH值影响分析
• 5.4 小结
• 第六章 系统设计、运行管理及运行费用估算
• 6.1 系统的设计
• 6.1.1 设计要求
• 6.1.2 系统面积设计
• 6.1.3 系统几何尺寸的设计
• 6.2 系统的运行管理
• 6.2.1 湿地水位的控制
• 6.2.2 湿地内水流均匀性的控制
• 6.2.3 植物的管理
• 6.2.4 系统监控
• 6.3 费用估算
• 6.3.1 人工湿地系统水质净化费用估算
• 6.3.2 换水法费用估算
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文