人工湿地干湿变化对景观水净化效果的影响

论文摘要

城市景观水体是城市中重要的自然组分,具有多种服务功能,对维持城市生态系统的持续、稳定和健康发展起着积极作用。经济、社会的快速发展使水的需求量急剧增加,而水环境污染也日益严重,再加上工业生产和城市居民生活的影响,使得城市湖泊逐渐萎缩、富营养化不断加重,加剧了城市生态系统的退化,受污染城市湖泊的治理就显得越来越重要。本文针对西安市兴庆湖的水质状况,通过试验的方法,研究人工湿地对西北地区典型城市湖泊的净化效果。人工湿地系统是基于自然界的生态平衡原理,利用了生态系统中结构和功能的协调性、物种之间相互依存的机制,依靠人工的方法建造而成,是可控制的和工程化的湿地系统。它具有建造和运行成本较低、出水水质好、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用,体现了良好的环境和经济综合效益。因此,该技术正是适合我国国情的城市景观水体污染处理工艺技术之一本研究利用人工湿地试验装置,分析了系统干湿变化对城市湖泊污水的净化效果,主要结果如下：（1）干湿变化的湿地系统对N污染物的去除率高于定水位供水运行的系统,而对于同样采取定水位供水的两个系统,较高的水深有利于N类污染物的去除；运行方式对TP和CODcr去除率的影响不大,既它们的处理效果受水深影响不明显,所体现的规律性没有N明显,也就是说干湿变化的人工湿地相对于定水位运行的湿地系统在磷和有机质的去除方面没有明显的优势。系统的反硝化能力强,硝化能力较弱,受水量变化的影响NH3-N的去除率还一度出现负值。TN、NH3-N、NO3-N的去除率为分别为52.1%-65.4%、-44.8%-52.4%、43.6%-88.6%：TP、CODcr的去除率分别为38.2%-56.0%、50.0%-66.7%。（2）水力停留时间对N、P去除率影响明显：过长和过短的水力停留时间都不利于系统对N污染物的去除,无论是采取哪种运行方式,两者的平均去除率都在水力停留时间为3d时达到最大值；TP的最佳水力停留时间为2d。在一个试验周期内,去除率曲线变化比较平缓,停留1d时处理效果已经很明显,这无疑是人工湿地除磷的优势所在。在一个试验周期内,CODcr去除率曲线波动平缓,也就是说水力停留时间对它的去除率影响不明显。（3）供试污水进水浓度对N、P和CODcr的去除率影响不大,说明人工湿地具有很强的污水适应能力,但是在进水浓度较小时,受系统误差的影响,试验结果会出现较大的波动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 我国湖泊水资源现状
• 1.1.2 西北地区城市湖泊污染来源
• 1.2 人工湿地污水处理系统
• 1.2.1 人工湿地的组成
• 1.2.2 人工湿地的类型及特点
• 1.2.3 人工湿地的工艺组合及运行方式
• 1.2.4 湿地净化功能的特征
• 1.2.5 湿地净化功能的机理
• 1.2.6 人工湿地的净化效果
• 1.2.7 影响湿地净化效果的因素
• 1.2.8 人工湿地的发展史与国内外研究进展
• 1.3 本论文的主要内容与研究目的
• 1.3.1 本论文研究的主要内容
• 1.3.2 研究目的
• 2 试验背景、装置与方法
• 2.1 试验背景
• 2.2 试验装置
• 2.3 湿地土壤和水生植物
• 2.4 试验仪器及方法
• 2.4.1 试验仪器设备
• 2.4.2 试验水质分析方法
• 2.5 试验方案
• 2.5.1 试验准备
• 2.5.2 试验方案
• 3 人工湿地对氮的去除效果
• 3.1 湿地中氮的迁移转化
• 3.2 氮的去除效果
• 3.2.1 TN的去除效果
• 3-N的去除效果'>3.2.2 NH₃-N的去除效果
• 3-N的去除效果'>3.2.3 NO₃-N的去除效果
• 3.3 水力停留时间对氮去除效果的影响
• 3.3.1 TN的去除效果
• 3-N的去除效果'>3.3.2 NH₃-N的去除效果
• 3-N的去除效果'>3.3.3 NO₃-N的去除效果
• 3.4 运行方式对氮去除效果的影响
• 3.5 本章小结
• 4 人工湿地对磷的去除效果
• 4.1 湿地中磷的迁移转化
• 4.2 磷的去除效果
• 4.3 水力停留时间对磷去除效果的影响
• 4.4 运行方式对磷去除效果的影响
• 4.5 本章小结
• 5 人工湿地中有机质变化
• 5.1 湿地有机质组成及作用
• 5.2 湿地水体中CODcr的去除效果
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 1 攻读硕士期间发表论文和参与的主要工作
• 2 水质监测分析方法
• 3 水位变化表