【摘要】：人工濕地是指人為的構(gòu)建工程,通過(guò)對(duì)天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行模擬,進(jìn)一步放大濕地對(duì)水質(zhì)凈化的作用,通過(guò)設(shè)置不同的高度差與地形,構(gòu)造與實(shí)際地形相協(xié)調(diào)的濕地植物系統(tǒng)。人工濕地通過(guò)種植相關(guān)對(duì)污水中污染物富集能力較強(qiáng)的植物類(lèi)別,例如蘆葦、菖蒲及美人蕉等水生植物,并控制污水在一定方向上的流動(dòng),在控制污水按一定方向流動(dòng)的過(guò)程中,通過(guò)水生植物、土壤、基質(zhì)及微生物的相互關(guān)聯(lián),物理、化學(xué)及生物三方面的協(xié)同作用,使污水水質(zhì)得到提升與凈化。本研究擬采用改性火山巖材料作為表面流濕地基質(zhì),對(duì)火山巖進(jìn)行磁化及碳化改性,并與普通未改性火山巖進(jìn)行比較分析,對(duì)改性火山巖作濕地基質(zhì)對(duì)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。(1)對(duì)火山巖進(jìn)行改性試驗(yàn),主要包括磁化與碳化改性。本實(shí)驗(yàn)采用共沉淀法對(duì)火山巖進(jìn)行表面改性,傳統(tǒng)的共沉淀法是將Fe~(2+)和Fe~(3+)混合溶液在溫度為70℃、pH為11的條件下反應(yīng)生成Fe_3O_4懸浮液,將火山巖置于溶液中充分混合后,取出沖洗至表面呈中性,放入烘箱中105℃下干燥3 h。進(jìn)一步選作為人工濕地基質(zhì)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究。(2)以常規(guī)火山巖、磁化火山巖及碳化火山巖作為濕地基質(zhì),進(jìn)行濕地掛膜試驗(yàn),通過(guò)測(cè)試藻生物膜的相關(guān)性指標(biāo),包括藻生物膜的EPS及DHA等指標(biāo),比較出三種濕地基質(zhì)材料對(duì)濕地藻生物膜表面微生物活性及胞外分泌物影響較優(yōu)的組別,并考察三種濕地基質(zhì)的相關(guān)物理指標(biāo),包括基質(zhì)比表面積、孔隙度及容水率等指標(biāo)。分析結(jié)果表明碳化火山巖對(duì)濕地藻生物膜的作用效果稍?xún)?yōu)于其他兩個(gè)試驗(yàn)組別。(3)不同運(yùn)行條件下對(duì)污水中N、P等污染物的削減效果試驗(yàn):通過(guò)模擬運(yùn)行人工濕地單元,利用三種不同濕地火山巖材料作為基質(zhì),在不同的水力條件及水深條件下,考察基質(zhì)對(duì)濕地藻生物膜的生長(zhǎng)影響,并分析進(jìn)水水質(zhì)中NH4+-N、TP、TN及COD_(Mn)及的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果表明:在使用不同性質(zhì)火山巖作為人工濕地基質(zhì)填料時(shí),在水力負(fù)荷0.10m/d,三個(gè)試驗(yàn)組別的NH4+-N、TP、TN及COD_(Mn)的平均去除率分別為28.17%、38.20%、26.36%和24.89%。分析結(jié)果表明:一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、雙常數(shù)方程及Elovich方程三種方程式均能很好的描述三種火山巖基質(zhì)在不同濃度磷溶液中對(duì)磷的吸附狀況,其中Elovich方程可以更好的描述火山巖對(duì)磷的吸附過(guò)程,相關(guān)性系數(shù)達(dá)0.95以上。(4)研究三種不同的濕地基質(zhì)在不同的水力條件下對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響:通過(guò)測(cè)定濕地模擬系統(tǒng)中水生植物的葉綠素指標(biāo)、過(guò)氧化氫酶(CAT)指標(biāo)及過(guò)氧化物酶(POD)指標(biāo),考察不同基質(zhì)在不同濕地運(yùn)行條件下對(duì)濕地水生植物的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:以磁化火山巖材料作為濕地基質(zhì),在水力負(fù)荷為0.25m/d,水深25cm的運(yùn)行條件下,對(duì)濕地水生植物生長(zhǎng)表現(xiàn)出一定的脅迫作用。通過(guò)觀察不同運(yùn)行條件下濕地模擬裝置中附著藻類(lèi)及浮游藻類(lèi)的生長(zhǎng)狀況,結(jié)果表明:在使用三種不同的火山巖材料作為基質(zhì),濕地模擬裝置中附著藻類(lèi)及浮游藻類(lèi)豐富度無(wú)明顯變化,在不同運(yùn)行條件中,藻類(lèi)的數(shù)目含量有輕微波動(dòng)。對(duì)濕地底棲動(dòng)物種類(lèi)及數(shù)目無(wú)明顯影響。
【圖文】：

1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 表面流人工濕地的研究表面流人工濕地是人工打造的最接近自然濕地的濕地形式[18]，主要由帶孔補(bǔ)水管、集水槽、植物洼地及隔水層組合而成，，污水從濕地表面緩慢流過(guò)，污水中的污染物，例如總氮、總磷、氨氮及 CODMn等通過(guò)基質(zhì)-植物-微生物的聯(lián)合作用去除[19]，表面流人工濕地的基質(zhì)類(lèi)型主要包括火山巖、鋼渣等吸附性較好的材料[20]。表面流人工濕地的植物主要是蘆葦、黃菖蒲、美人蕉等既具有觀賞性，由具有對(duì)水體污染物有良好凈化效果的水生植物[21]。表面流人工濕地的基質(zhì)對(duì)污水的凈化作用主要通過(guò)物理、生物及化學(xué)三重作用，具體上包括過(guò)濾、吸附、離子交換、植物吸收及微生物分解等作用[22]，達(dá)到對(duì)水體污染物的凈化。與此同時(shí)，污水中所含的大量氮磷元素可以對(duì)人工濕地植物的生長(zhǎng)提供良好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)其生長(zhǎng)[23]。

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【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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