潜流人工湿地处理高浓度生活污水的试验研究

论文摘要

人工湿地是根据自然湿地原理,人为构建的工程性污水处理系统,整个系统通过基质、植物和微生物的三重协同作用来完成对污水的高效净化。本文采取人工投加微生物菌剂的方式,针对潜流式人工湿地对高浓度生活污水中的有机物、TN、NH4+-N和TP的去除效果进行了研究。基于正交试验的方法,本项研究首先构建了由不同基质（陶粒和浮石）、不同植物（芦苇和菖蒲）、不同微生物（1号菌剂和2号菌剂）相互搭配的4种潜流式人工湿地模拟系统,以高浓度生活污水为处理对象,在北方的冬季（平均水温9.56℃）展开试验,试验研究结果如下:（1）对于有机物、TN和NH4+-N的去除,4号实验（芦苇+浮石+1号菌剂）在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水COD、TN、和NH4+-N的浓度最高分别为:731.25mg/L、113.31mg/L、96.36mg/L;相应出水浓度最高分别为:183.22mg/L、54.21mg/L、51.18mg/L。试验系统对有机物、TN、和NH4+-N最高去除率分别为82.93%、55.95%和52.21%。对于TP的去除,2号实验（菖蒲+浮石+2号菌剂）在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水、出水TP浓度最高分别为15.07mg/L,4.49mg/L,试验系统对TP的去除率最高为73.16%。（2）在冬季,潜流式人工湿地中基质对污染物去除作用最强,微生物次之,植物最弱。（3）从去除污染物作用效果上看,以浮石为基质明显好于陶粒;采用芦苇和菖蒲作为试验植物时,实验效果差异不大;分别投加1号菌剂和2号菌剂时,试验效果差异也不大。（4）人工投加的微生物能使试验系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别提高14.83%、12.27%、16.07%和5.74%。（5）一级动力学模型可以很好地描述污染物在湿地系统中的去除规律。潜流式人工湿地污水处理技术是一种低成本、高效率的污水处理技术,能有效地去除高浓度生活中的有机物、TP、TN和NH4+-N。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的依据和意义
• 1.1.1 我国水污染基本状况
• 1.1.2 我国城市生活污水处理方法介绍
• 1.2 人工湿地污水处理技术综述
• 1.2.1 人工湿地的组成
• 1.2.2 人工湿地的分类
• 1.2.3 人工湿地的工艺组合方式
• 1.2.4 人工湿地的运行方式
• 1.2.5 人工湿地的去污机理
• 1.2.6 国内外人工湿地污水处理技术发展概况
• 1.3 课题研究的目的、意义以及主要内容
• 1.3.1 课题研究的目的和意义
• 1.3.2 课题研究内容
• 第2章 试验内容和试验设计
• 2.1 试验内容
• 2.2 试验设计
• 2.3 试验植物
• 2.3.1 试验植物菖蒲的特点
• 2.3.2 试验植物芦苇的特点
• 2.4 试验基质
• 2.4.1 试验基质浮石的特点
• 2.4.2 试验基质陶粒的特点
• 2.5 试验微生物
• 2.5.1 微生物菌剂的增殖培养
• 2.5.2 微生物菌液的投加
• 2.6 试验装置设计
• 2.7 污水来源
• 2.8 水质分析方法和所用设备
• 第3章 潜流式人工湿地去除污染物的正交试验研究
• 3.1 潜流式人工湿地系统去除有机物的正交试验研究
• 3.1.1 潜流式人工湿地系统去除有机物功能介绍
• 3.1.2 潜流式人工湿地系统去除有机物的试验研究
• 3.1.3 潜流式人工湿地系统去除有机物的试验结果分析
• 3.2 潜流式人工湿地系统去除TP的正交试验研究
• 3.2.1 潜流式人工湿地系统去除TP功能介绍
• 3.2.2 潜流式人工湿地系统去除TP的试验研究
• 3.2.3 潜流式人工湿地系统去除TP的试验结果分析
• 3.3 潜流式人工湿地系统去除TN的正交试验研究
• 3.3.1 潜流式人工湿地系统去除TN功能介绍
• 3.3.2 潜流式人工湿地系统去除TN的试验研究
• 3.3.3 潜流式人工湿地系统去除TN的试验结果分析
• 4⁺-N的正交试验研究'>3.4 潜流式人工湿地系统去除NH₄⁺-N的正交试验研究
• 4⁺-N的试验研究'>3.4.1 潜流式人工湿地系统去除NH₄⁺-N的试验研究
• 4⁺-N的试验结果分析'>3.4.2 潜流式人工湿地系统去除NH₄⁺-N的试验结果分析
• 3.5 本章结论
• 第4章 人工投加的微生物在试验系统中的作用研究
• 4.1 人工投加的微生物去除有机物的作用研究
• 4.1.1 微生物去除有机物的过程分析
• 4.1.2 人工投加的微生物去除有机物的作用研究
• 4.1.3 人工投加的微生物去除有机物的研究结果分析
• 4.2 人工投加的微生物去除TP的作用研究
• 4.2.1 微生物去除TP过程分析
• 4.2.2 人工投加的微生物去除TP的作用研究
• 4.2.3 人工投加的微生物去除TP的研究结果分析
• 4.3 人工投加的微生物去除TN的作用研究
• 4.3.1 微生物去除TN的过程分析
• 4.3.2 人工投加的微生物去除TN的作用研究
• 4.3.3 人工投加的微生物去除TN的研究结果分析
• 4⁺-N的作用研究'>4.4 人工投加的微生物去除NH₄⁺-N的作用研究
• 4⁺-N的作用研究'>4.4.1 人工投加的微生物去除NH₄⁺-N的作用研究
• 4⁺-N的研究结果分析'>4.4.2 人工投加的微生物去除NH₄⁺-N的研究结果分析
• 4.5 本章结论
• 第5章 人工湿地中污染物去除动力学模型研究
• 5.1 一级动力学模型
• 5.1.1 一参数一级动力学模型
• 5.1.2 二参数一级动力学模型
• 5.1.3 三参数一级动力学模型
• 5.2 Monod动力学模型
• 5.3 人工湿地中污染物去除动力学模型研究
• 5.3.1 人工湿地中污染物去除动力学模型研究试验方法
• 5.3.2 人工湿地中污染物去除动力学模型研究试验结果分析
• 5.4 本章结论
• 第6章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
• 附录