【摘要】：隨著環(huán)保意識(shí)的提高、污水處理設(shè)施的建設(shè),源源不斷的低污染水進(jìn)入景觀水體,或多或少會(huì)對(duì)景觀水體的水質(zhì)水生態(tài)產(chǎn)生一定影響�，F(xiàn)有的低污染水處理技術(shù)各有優(yōu)劣,如何能夠經(jīng)濟(jì)有效地處理大量低污染水,是提升河道水質(zhì)的重要一環(huán)。在此背景下,本文擬以河道生態(tài)系統(tǒng)為載體,對(duì)基質(zhì)與水生植物進(jìn)行生態(tài)耦合,開發(fā)一種原位修復(fù)技術(shù)——河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),該系統(tǒng)既可滿足低污染水的處理要求,又可減少甚至不占用額外土地,節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。本文并以該系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過小試實(shí)驗(yàn)分析其動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況并進(jìn)行優(yōu)化,主要得出以下結(jié)論:(1)河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)(1)基質(zhì)比選。通過等溫吸附實(shí)驗(yàn)和吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)篩選的A、B、C三種基質(zhì)氮磷吸附能力進(jìn)行研究。三種基質(zhì)TN、NH_3-N和TP的等溫吸附過程符合Langmuir模型,三種基質(zhì)中基質(zhì)A的TN、NH_3-N理論飽和吸附量最大,分別為1.27mg/g、3.04mg/g,但其對(duì)TP吸附能力弱于TN、NH_3-N;吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中基質(zhì)A的TN、NH_3-N和TP去除率分別為22.7%、84.9%、6.2%,遠(yuǎn)高于其他兩種基質(zhì),考慮到低污染水治理的主要關(guān)注因子是TN,因而選擇基質(zhì)A作為生態(tài)耦合的主體之一。(2)水生植物篩選。利用室內(nèi)靜態(tài)水培實(shí)驗(yàn)對(duì)紙莎草、千屈菜、菖蒲、鳶尾、水芹、傘草6種水生植物的脫氮除磷能力進(jìn)行篩選,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在不補(bǔ)充低污染水和景觀水的前提下,TN去除能力較強(qiáng)的是菖蒲、鳶尾、千屈菜,去除率在60%以上;千屈菜、紙莎草對(duì)水體中NH_3-N去除能力最強(qiáng),鳶尾和傘草次之,去除率均在85%以上;磷去除能力較強(qiáng)的植物是菖蒲、千屈菜,TP去除率在74%以上,其他植物的TP去除率在70%左右。為達(dá)到最佳的處理效果,選擇3種脫氮除磷能力較強(qiáng)的植物千屈菜、菖蒲、鳶尾分別與基質(zhì)A組合構(gòu)建河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)處理工藝。(2)河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行與優(yōu)化配置方案分別為基質(zhì)A+菖蒲(AC)、基質(zhì)A+千屈菜(AQ)、基質(zhì)A+鳶尾(AY)的河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)處理工藝在試驗(yàn)期間運(yùn)行良好,試驗(yàn)前期(14~31℃)AC系統(tǒng)有機(jī)物去除率最高為64.3%,試驗(yàn)后期(-2~22℃),各系統(tǒng)有機(jī)物去除率明顯下降,AQ系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。在試驗(yàn)前期各系統(tǒng)TN和NH_3-N的去除差異不大,后期AQ系統(tǒng)NH_3-N去除率下降幅度最小,NH_3-N去除率(81d)為80.4%,高于其他兩個(gè)系統(tǒng)(AC、AY系統(tǒng):57.5%、49.6%);各系統(tǒng)試驗(yàn)前期TP平均去除率為30.3%,試驗(yàn)后期AQ系統(tǒng)TP去除率降至15.7%,AC、AY分別降至22.9%、26.9%。雖然AQ對(duì)TP的去除效果不及AC、AY系統(tǒng),但AQ系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物、TN和NH_3-N去除較好,且處理效果穩(wěn)定,對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng),考慮低污染水的特點(diǎn)及系統(tǒng)去除效果,建議選擇AQ系統(tǒng)作為河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建方案。通過微生物集聚技術(shù)優(yōu)化后的AQ系統(tǒng)各污染物去除率均高于未優(yōu)化AQ系統(tǒng):COD_(Mn)去除率為65.2%(未優(yōu)化AQ系統(tǒng)50.9%),TN去除率為32.5%(未優(yōu)化AQ系統(tǒng)15.2%),TP去除率為54.5%(未優(yōu)化AQ系統(tǒng)28.0%)。試驗(yàn)后期溫度降低(-2~22℃)對(duì)優(yōu)化系統(tǒng)的凈化能力產(chǎn)生影響,但此時(shí)系統(tǒng)的污染凈化能力仍強(qiáng)于未優(yōu)化系統(tǒng),試驗(yàn)結(jié)束時(shí)TN去除率為10.8%(未優(yōu)化AQ系統(tǒng)-12.1%),TP的去除率為28.0%(未優(yōu)化AQ系統(tǒng)15.7%)。試驗(yàn)表明在同樣條件下,河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)通過優(yōu)化,凈化水體的能力進(jìn)一步提高,對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)性變強(qiáng)。河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建提高了模擬河道中微生物菌落的豐富度和多樣性,系統(tǒng)水體中、植物根系表面Chao1指數(shù)分別高出普通模擬河道水體56.6%、54.5%。在河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中檢出了普通模擬河道中未檢出的具有硝化和反硝化作用的Nitrospira sp.、Nitrosomonas sp.等,證明了河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)在處理低污染水方面的優(yōu)勢(shì)。總之,在普通模擬河道中使用河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),能夠有效削減低污染水進(jìn)入景觀水體后帶來的污染,其中AQ方案下的河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)更適用于處理低污染水,微生物集聚技術(shù)優(yōu)化后的工藝凈化能力進(jìn)一步提高,對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中可以通過優(yōu)化參數(shù)等手段提高系統(tǒng)對(duì)TP的降解。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文例為 1:1，設(shè)置空白對(duì)照組（不放置植物），每三天采集一次水樣測(cè)定水質(zhì)指每五天采集一次植物樣，測(cè)定植物的株高、根系、鮮重和干重。運(yùn)行期間不補(bǔ)充蒸餾水，減少水分蒸發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。河道復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置本研究自行搭建裝置模擬自然河道，模擬河道裝置主要由三部分構(gòu)成包括蓄、控制間、主體裝置三部分組成，具體情況見圖。參照相關(guān)文獻(xiàn)及研究，，其參數(shù)主要尾水與河水比例為 1:1，水力停留時(shí)間為 3 天。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52;X171.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張瑞斌;;不同水生植物對(duì)污水處理廠尾水的生態(tài)凈化效果分析[J];環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào);2015年06期

2 劉瑤瑤;吳乾元;孫迎雪;李昂;胡洪營(yíng);;基于生態(tài)毒性的再生水補(bǔ)給河流氨氮控制目標(biāo)研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2015年01期

3 薛利紅;楊林章;;太湖流域稻田濕地對(duì)低污染水中氮磷的凈化效果[J];環(huán)境科學(xué)研究;2015年01期

4 葛俊;黃天寅;胡小貞;王涌濤;龐燕;滕慶曉;;礫間接觸氧化技術(shù)在入湖河流治理中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年34期

5 苑泉;王海燕;劉凱;溫展;杭前宇;趙萌;;污水廠尾水MBBR反硝化深度脫氮填料比較[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

6 王文東;張銀婷;王洪平;周禮川;蔣云龍;楊琴;;高效脫氮除磷新型人工濕地基質(zhì)開發(fā)與性能評(píng)價(jià)[J];水處理技術(shù);2014年05期

7 杜曉麗;徐祖信;鄭磊;;強(qiáng)化垂直潛流人工濕地氨氮去除試驗(yàn)研究[J];水處理技術(shù);2013年08期

8 王雅鈺;劉成剛;吳瑋;;從河道自凈角度談?dòng)绊懞拥浪|(zhì)凈化的因素[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2013年03期

9 凌子微;仝欣楠;李亞紅;王欣澤;徐開欽;孔海南;;處理低污染水的復(fù)合人工濕地脫氮過程[J];環(huán)境科學(xué)研究;2013年03期

10 王功;魏東洋;方曉航;李杰;許振成;;基于新型有機(jī)多孔復(fù)合基質(zhì)的生物系統(tǒng)去除污染水體中的氮磷[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2013年01期

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1 趙鳳亮;高效凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體能源植物的篩選及其生理生態(tài)基礎(chǔ)[D];浙江大學(xué);2012年

2 胡綿好;水生經(jīng)濟(jì)植物浮床技術(shù)改善富營(yíng)養(yǎng)化水體水質(zhì)的研究[D];上海交通大學(xué);2008年

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1 顧佳艷;城市景觀水體受納污水廠尾水小試實(shí)驗(yàn)研究[D];華東師范大學(xué);2017年

2 李春梅;MBBR填料表面親水性改性及對(duì)污水廠尾水深度脫氮的影響研究[D];蘭州大學(xué);2016年

3 何騰;再生水補(bǔ)充景觀水體的水質(zhì)變化研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

4 朱世殊;不同季節(jié)條件下植物多樣性配置對(duì)人工濕地功能的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 楊皓然;湖南省常見水生植物的耐污與去污能力比較研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2016年

6 趙孝梨;前置活性污泥—串聯(lián)人工濕地組合工藝除磷效果及新型除磷材料吸附特性研究[D];西南大學(xué);2012年

7 吳昊;礫石河床對(duì)水體中氮的去除效果試驗(yàn)研究[D];河海大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2633014