垂直流人工湿地基质堵塞问题及解决方法研究

论文摘要

针对垂直流人工湿地在运行中常遇到的基质堵塞问题,本文对影响垂直流人工湿地基质堵塞的三个因素—水力负荷、有机负荷和运行方式,以及解决基质堵塞的方法—自然导气法、鼓风曝气法和自然降解法进行了研究。旨在明确垂直流人工湿地基质堵塞的机理,优化运行参数来预防基质的堵塞,寻找解决堵塞的可行方法。通过研究得出以下结论：1、水力负荷是影响人工湿地基质堵塞的重要因素。在较低和较高水力负荷下不易发生堵塞。水力负荷低于0.3 m/d运行时去除效果较好且不易堵塞。2、进水有机负荷越高,垂直流人工湿地越容易堵塞,基质中的累积物越多,累积物向下移动的趋势越明显,COD/N为2.5时氨氮的去除效果较好。3、轮休运行可以减缓垂直流人工湿地基质堵塞的发生。运行与休息时间比较小时,运行与休息时间比对基质堵塞的影响区别不明显。轮休可以减少基质间堵塞物的含量,运行与休息时间比越大,基质间堵塞物的含量越多。轮休运行对垂直流人工湿地COD去除率没有影响,但可以提高对氨氮的去除率,氨氮去除率随着运行与休息时间比的增大而减小。4、自然导气对水力负荷低于0.9 m/d运行的基质堵塞改善作用明显,同时可著提高垂直流人工湿地对污染物的去除能力,对氨氮去除效果的影响尤为突出；当水力负荷为1.2 m/d时改善作用甚微。5、采用鼓风曝气可以解决基质堵塞问题。当孔隙率下降较少时,曝气流量对孔隙的恢复影响不大；当孔隙率下降较多时,曝气参数为流量350 L/h和时间24小时时的曝气量可以使孔隙率恢复到原先的水平。6、垂直流人工湿地堵塞后停止进水休息,自然降解15天可基本恢复基质的孔隙率。停止运行的前5天孔隙率恢复的速度较快,可恢复大部分的基质孔隙率。7、垂直流人工湿地基质的堵塞主要发生于表层。无机物的堵塞比有机物的堵塞更加显著。堵塞后,对COD和氨氮的去除效果均有影响,对氨氮的去除效果影响较明显,堵塞后氨氮的去除率下降,去除效果不稳定,影响人工湿地的稳定运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 人工湿地堵塞机理
• 1.2.1 堵塞过程
• 1.2.2 堵塞物成分
• 1.2.3 堵塞的位置
• 1.3 人工湿地堵塞影响因素分析
• 1.3.1 填料的影响
• 1.3.2 有机负荷的影响
• 1.3.3 悬浮固体的影响
• 1.3.4 植物的影响
• 1.3.5 运行方式的影响
• 1.4 各种解决人工湿地基质堵塞的方法分析
• 1.4.1 对废水预处理
• 1.4.2 更换湿地系统表层基质
• 1.4.3 停床休作与轮休
• 1.4.4 生物修复法
• 1.4.5 加抑制剂和溶脱剂
• 1.4.6 曝气充氧
• 1.5 课题的研究意义和研究内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的影响实验研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验用水
• 2.2.3 实验过程
• 2.2.4 实验分析方法及仪器
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 不同水力负荷下运行时间对孔隙率的影响分析
• 2.3.2 水力负荷对基质间堵塞物的影响
• 2.3.3 水力负荷对污染物去除效果的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 有机负荷对垂直流人工湿地堵塞的影响实验研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验用水
• 3.2.3 实验过程
• 3.2.4 实验分析方法及仪器
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 不同有机负荷下运行时间对孔隙率的影响分析
• 3.3.2 有机负荷对基质间堵塞物的影响
• 3.3.3 各有机负荷对污染物去除效果的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 轮休措施对垂直流人工湿地堵塞的影响实验研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验用水
• 4.2.3 实验过程
• 4.2.4 实验分析方法及仪器
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 不同轮休方式下运行时间对孔隙率变化的影响分析
• 4.3.2 不同轮休方式对基质间堵塞物的影响
• 4.3.3 轮休方式对污染物去除效果的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 垂直流人工湿地基质堵塞的解决方法实验研究
• 5.1 前言
• 5.2 自然导气法
• 5.2.1 垂直流人工湿地模拟实验装置
• 5.2.2 实验用水
• 5.2.3 实验过程
• 5.2.4 实验分析方法
• 5.2.5 结果与讨论
• 5.2.6 小结
• 5.3 鼓风曝气法
• 5.3.1 实验方法
• 5.3.2 结果与讨论
• 5.4 自然降解法
• 5.4.1 实验方法
• 5.4.2 结果与讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文