本文關鍵詞：經(jīng)濟型水生植物濾床農村生活污水尾水深度處理研究

  更多相關文章： 經(jīng)濟型水生植物濾床 農村生活污水 脫氮除磷 蔬菜梯次搭配 配置密度

【摘要】：農村生活污水是太湖流域富營養(yǎng)化的重要原因,因此合理的選擇農村生活污水處理工藝,不僅可使出水達標排放,降低污染風險,也通過污水的深度凈化處理,可將尾水的氮、磷營養(yǎng)元素資源化利用,使其產生一定的經(jīng)濟價值。本文采用兩級水生植物濾床工藝處理農村生活污水生物處理工藝的尾水,通過篩選經(jīng)濟型植物并對其進行不同的梯次搭配,豐富濾床植物種類,提高經(jīng)濟型水生植物濾床的處理效果,達到構建“污染凈化型農業(yè)”實現(xiàn)氮磷資源化的目標。主要研究成果如下：(1)夏秋季節(jié),莧菜、貓耳菜及韭菜在各梯次搭配組的TP平均去除率分別為26.52%、29.12%、19.33%,NH4+-N平均去除率分別為20.88%、36.32%、34.32%,TN平均去除率分別為21.3%、30.5%、24.35%,因此貓耳菜最適宜用作濾床污染物去除,莧菜和韭菜分別適用于高磷低氨氮和高氨氮低磷水體凈化；空心菜+莧菜、空心菜+貓耳菜、空心菜+韭菜及韭菜+韭菜四個梯次搭配組污染物去除效果順序為：空心菜+貓耳菜組空心菜+韭菜組空心菜+莧菜組韭菜+韭菜組；水力負荷由014m3/(m2·d)增加到0.30m3/(m2·d),四個梯次搭配組TP、NH4+-N、TN去除率平均值均有不同程度的下降,去除負荷均有提高；在一定水利條件下莧菜、空心菜和韭菜分別以高、中、低(ρ1、ρ2, ρ3)三個密度配置,三種蔬菜的TP. NH4+-N、TN去除效果與配置密度關系緊密；相同水利條件下,隨著水深的增加,空心菜+貓耳菜組和韭菜+韭菜組,隨著水深的增加各污染物的去除率降低,去除負荷增加,空心菜+莧菜組和空心菜+韭菜組隨著水深的增加,去除率先小幅增加后下降,在10cm附近達到去除率最大值。(2)冬春季節(jié),搭建溫室日光大棚,考察水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜單級搭配組和串聯(lián)二級香菜+茼蒿、金花菜+雪里紅、豆瓣菜+香菜組兩級濾床的去除效果。從蔬菜污染物凈化效果來比較,最適宜的蔬菜品種依次為：水芹、豆瓣菜、生菜、金花菜、茼蒿。相同水利條件下,兩級濾床系統(tǒng)的出水TP平均濃度分別為0.715mg/L、0.817mg/L、0.525mg/L NH4+-N平均濃度分別為5045mg/L、7.704mg/L、5.297mg/L,TN平均濃度分別為10.948 mg/L19.108 mg/L、15.90 mg/L;水力負荷由0.14 m3/(m2-d)增加到0.30m3/(m2d),水力停留時間減小,梯次搭配組TP、NH4+-N、TN的去除率降低；在一定水利條件下,水芹、茼蒿和生菜分別以高、中、低(ρ1、P2、P3)三個密度配置,不同配置密度對植物的TP、NH4+-N、TN的去除率及凈化效果均有影響,且植物的種類及搭配方式不同,密度對去除率的影響大小也大不相同：相同水利條件下,隨水深的增加,水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜的去除負荷均隨床體水深的增加而增加,結合去除率、去除負荷的變化趨勢,選擇最佳水深為10cm。(3)根據(jù)最小二乘法,對試驗數(shù)據(jù)進行函數(shù)回歸處理并運用最優(yōu)化原理,計算出來的各組合對TP、NH4+-N、TN的最優(yōu)水力負荷qbest、最優(yōu)去除率ηlbest和蔬菜的最佳配置密度ρbest最優(yōu)去除率ηbest,可直觀的看出各蔬菜梯次搭配的去污能力,可對實際應用中植物的篩選配置及合適配置密度的選取和水生植物濾床參數(shù)設計提供一定的的理論依據(jù)。(4)植物的營養(yǎng)吸收動力學試驗結果表明：不同蔬菜對氮、磷的吸收特性分別存在一定的差異。通過對六種植物吸收氮、磷的最大吸收速率Imax,,和親和力常數(shù)Km的比較可知,空心菜適合處理任何氮、磷濃度的尾水；生菜適合處理氮、磷濃度較低的尾水；金花菜比較適合尾水中磷和銨態(tài)氮濃度高、硝態(tài)氮濃度較低的尾水；韭菜比較適合氮、磷濃度都較高的尾水；香菜對氮、磷的吸收都較差,根據(jù)其生長特性,香菜不適宜作為濾床植物；從經(jīng)濟效益角度分析,,生菜和豆瓣的的經(jīng)濟效益最高,空心菜和水芹作為規(guī)模化生產中的常用蔬菜類型次之,以夏秋種植空心菜,冬春種植豆瓣菜為例做經(jīng)濟效益的匡算,畝產效益為26620元。研究結果表明:所選取的經(jīng)濟型水生植物濾床植物,具有較好的去除效果,在濾床系統(tǒng)深度處理農村生活污水尾水中可發(fā)揮良好的作用,且具有可觀的經(jīng)濟價值。
【關鍵詞】：經(jīng)濟型水生植物濾床 農村生活污水 脫氮除磷 蔬菜梯次搭配 配置密度
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X799.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 我國水污染現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 太湖流域水污染現(xiàn)狀12
• 1.1.3 太湖流域農村水污染現(xiàn)狀12-13
• 1.1.4 農村生活污水特點及凈化處理的意義13
• 1.2 研究目的和意義13-14
• 1.2.1 論文研究內容所屬基金項目13
• 1.2.2 研究目的和意義13-14
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國外農村生活污水處理技術14-15
• 1.3.2 我國農村生活污水處理技術15-17
• 1.4 傳統(tǒng)人工濕地概述17-18
• 1.4.1 潛流人工濕地17-18
• 1.4.2 表面流人工濕地18
• 1.5 蔬菜的水培栽培技術概述18-19
• 1.6 水生植物濾床技術概述19-21
• 1.6.1 水生植物濾床的特點19
• 1.6.2 濾床植物的作用19-20
• 1.6.3 濾床植物的選擇20-21
• 1.7 水耕蔬菜型潛流人工濕地概述21
• 1.8 綜合分析21-22
• 1.9 研究目標和主要研究內容22-25
• 1.9.1 研究目標22
• 1.9.2 技術路線及特色22-23
• 1.9.3 主要研究內容23-25
• 第二章 試驗材料與方法25-33
• 2.1 試驗工藝流程25-26
• 2.2 試驗場地及原水水質26
• 2.3 試驗裝置的設計26-28
• 2.4 試驗系統(tǒng)中供試植物的準備28-30
• 2.5 試驗系統(tǒng)的管理30-31
• 2.6 測試指標及分析方法31-33
• 第三章 夏秋季植物梯次搭配下兩級濾床系統(tǒng)水質凈化特性研究33-55
• 3.1 概述33-34
• 3.1.1 夏秋季濾床經(jīng)濟型植物梯次搭配方式及換茬安排33-34
• 3.1.2 試驗運行條件34
• 3.2 夏秋季經(jīng)濟型植物梯次搭配對氮、磷去除效果隨時間的變化34-40
• 3.2.1 TP去除效果變化分析34-36
• 3.2.2 NH_4~+-N去除效果變化分析36-38
• 3.2.3 TN去除效果變化分析38-40
• 3.2.4 植物篩選結果及配置選擇40
• 3.3 水力負荷對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析40-46
• 3.3.1 水力負荷對對濾床植物TP去除效果的影響41-42
• 3.3.2 水力負荷對濾床植物NH_4~+-N去除效果的影響42-43
• 3.3.3 水力負荷對濾床植物TN去除效果的影響43-44
• 3.3.4 最佳水力負荷選擇分析44-46
• 3.4 配置密度對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析46-50
• 3.4.1 配置密度對對濾床植物TP去除效果的影響46-47
• 3.4.2 配置密度對濾床植物NH_4~+-N去除效果的影響47-48
• 3.4.3 配置密度對濾床植物TN去除效果的影響48-49
• 3.4.4 最佳配置密度選擇分析49-50
• 3.5 床體水深對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析50-52
• 3.6 小結52-55
• 第四章 冬春季節(jié)不同蔬菜配置下濾床系統(tǒng)水質凈化特性研究55-75
• 4.1 冬春季濾床經(jīng)濟型植物梯次搭配方式及換茬安排55
• 4.2 試驗運行條件55-56
• 4.3 冬春季經(jīng)濟型植物梯次搭配對氮、磷去除效果隨時間的變化56-62
• 4.3.1 TP去除效果變化分析56-58
• 4.3.2 NH4+-N去除效果變化分析58-60
• 4.3.3 TN去除效果變化分析60-62
• 4.3.4 植物篩選結果及配置選擇62
• 4.4 水力負荷對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析62-67
• 4.4.1 水力負荷對對濾床植物TP去除效果的影響63-64
• 4.4.2 水力負荷對濾床植物NH_4~+-N去除效果的影響64-65
• 4.4.3 水力負荷對濾床植物TN去除效果的影響65-66
• 4.4.4 最佳水力負荷選擇分析66-67
• 4.5 配置密度對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析67-71
• 4.5.1 配置密度對對濾床植物TP去除效果的影響67-68
• 4.5.2 配置密度對濾床植物NH_4~+-N去除效果的影響68-69
• 4.5.3 配置密度對濾床植物TN去除效果的影響69-70
• 4.5.4 最佳配置密度選擇分析70-71
• 4.6 床體水深對濾床植物氮、磷去除效果的影響分析71-74
• 4.7 小結74-75
• 第五章 經(jīng)濟型水生植物濾床植物氮、磷吸收特性及經(jīng)濟效益分析75-83
• 5.1 經(jīng)濟型水生植物濾床植物氮、磷吸收特性研究75-79
• 5.1.1 供試材料及培養(yǎng)75
• 5.1.2 試驗方法75
• 5.1.3 動力學參數(shù)求算方法75-76
• 5.1.4 經(jīng)濟型濾床植物吸收H_2PO_4~-的動力學特性76-77
• 5.1.5 經(jīng)濟型濾床植物吸收NO_3~--N的動力學特性77-78
• 5.1.6 經(jīng)濟型濾床植物吸收NH_4~+-N的動力學特性78-79
• 5.2 經(jīng)濟型水生植物濾床經(jīng)濟效益分析79-80
• 5.3 小結80-83
• 第六章 結論與展望83-87
• 6.1 結論83-85
• 6.2 展望85-87
• 參考文獻87-91
• 致謝91-93
• 作者簡介93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬琳;賀鋒;;我國農村生活污水組合處理技術研究進展[J];水處理技術;2014年10期

2 陳旭;趙云皓;逯元堂;辛璐;馬放;;城鎮(zhèn)污水處理設施建設與運行投資預測分析[J];中國給水排水;2014年02期

3 陳國元;李國新;唐凱;;黃菖蒲和狹葉香蒲根系對氮磷的吸收動力學[J];環(huán)境工程學報;2013年12期

4 童寧;鄧風;;淺議人工濕地經(jīng)濟植物的功能和價值[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2013年08期

5 呂錫武;;小型分散式農村污水處理的理論與實踐[J];水工業(yè)市場;2012年09期

6 王學華;蘇祥;沈耀良;;人工濕地組合工藝處理太湖三山島農村生活污水研究[J];環(huán)境科技;2012年01期

7 凌禎;楊具瑞;于國榮;程浩亮;李君寧;;不同植物與水力負荷對人工濕地脫氮除磷的影響[J];中國環(huán)境科學;2011年11期

8 金秋;吳琦平;施勇;欒震宇;陳煉剛;;水生蔬菜型人工濕地技術凈化農村生活污水的試驗研究[J];環(huán)境科技;2009年06期

9 利鋒;何江;張學先;;水培經(jīng)濟植物凈化養(yǎng)殖廢水研究現(xiàn)狀[J];安徽農業(yè)科學;2009年22期

10 周曉紅;王國祥;楊飛;何偉;楊周;;空心菜對不同形態(tài)氮吸收動力學特性研究[J];水土保持研究;2008年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宋海亮;水生植物濾床技術改善富營養(yǎng)化水體水質的研究[D];東南大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳桂頂;水培蔬菜系統(tǒng)對農村生活污水尾水中氮磷去除及資源化利用研究[D];東南大學;2015年

2 謝靜;人工濕地經(jīng)濟植物配置及其工藝特性研究[D];東南大學;2015年

3 李潔;經(jīng)濟作物型人工濕地對農村生活污水氮磷去除特性的研究[D];東南大學;2015年

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本文編號：1078925