本文關(guān)鍵詞：季節(jié)性植物搭配強(qiáng)化人工濕地凈化污水效果及其作用機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 人工濕地 冬季凈化效果強(qiáng)化措施 耐寒沉水植物 植物搭配 氨氮耐受性 堿度耐受性

【摘要】：人工濕地污水處理系統(tǒng)具有基礎(chǔ)建設(shè)投資低、運(yùn)行管理簡單且具有生態(tài)景觀效應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn),在流域污染綜合整治中發(fā)揮著顯著的技術(shù)優(yōu)勢和寬廣的應(yīng)用前景。然而,人工濕地的水質(zhì)凈化效果受溫度影響較大,在冬季低溫條件下,其凈化效果大幅度降低,甚至因?yàn)榇蟛糠滞λ参锏目菸透癄�導(dǎo)致污染物濃度增加,這成為限制人工濕地應(yīng)用推廣一大難題。本論文基于植物在人工濕地中的重要作用,研究寒熱適應(yīng)性不同的濕地植物,提出通過科學(xué)配置季節(jié)性植物,將耐寒沉水植物(菹草)和喜溫挺水植物(蘆葦)在濕地中進(jìn)行搭配這一水質(zhì)凈化強(qiáng)化措施。考察了菹草的冬季去污能力,并分別研究了菹草和蘆葦對(duì)污水環(huán)境的脅迫耐受性能,探討了季節(jié)性植物搭配的可行性；進(jìn)而以連續(xù)流方式運(yùn)行一年,詳細(xì)研究了在四季輪回過程中,季節(jié)性植物搭配濕地中植物恢復(fù)演替、交替發(fā)揮優(yōu)勢凈化作用對(duì)水質(zhì)變化的影響,并深入探討了其微觀變化機(jī)理,為人工濕地常年穩(wěn)定運(yùn)行提供理論依據(jù)。取得的主要研究結(jié)論如下：(1)在冬季低溫條件下,菹草由于耐寒特性,生長良好,菹草濕地系統(tǒng)DO較空白組DO提高52.13%,菹草濕地對(duì)COD、NH4+-N、TN、TP的去除效率分別為86.59%、87.32%、46.86%、76.27%,明顯高于無植物濕地以及蘆葦、苦草濕地系統(tǒng)。菹草濕地使得COD、NH4+-N、TP在周期(9天)內(nèi)能較快的降至地表三類水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。這為菹草應(yīng)用于人工濕地冬季凈化污水提供了直接有力的證據(jù)。(2)菹草對(duì)氨氮的耐受閾值為4mg/L。較高濃度的氨氮(≥4 mg/L)導(dǎo)致菹草活性氧代謝失衡,膜質(zhì)過氧化水平不斷加強(qiáng),但是僅在一定程度上影響膜通透性和光合作用,表觀上沒有改變,植物繼續(xù)生長。本論文的季節(jié)性植物搭配人工濕地進(jìn)水為4-5mg/L,為模擬污水處理廠一級(jí)A出水,在菹草的適應(yīng)范圍內(nèi),具有可行性。根據(jù)菹草植物特性,如若進(jìn)水氨氮濃度過高,也將根據(jù)實(shí)際情況采取措施,避免損傷菹草。(3)沉水植物強(qiáng)烈光合作用能夠提升水體堿度,對(duì)蘆葦造成脅迫。隨著水體pH值從7.5升至10.5,蘆葦生長速度下降,同化吸收作用受限,導(dǎo)致TN的去除效率的降低。系統(tǒng)環(huán)境在pH值不大于8.5時(shí),對(duì)污染物有較好的去除效果。因此,在工程應(yīng)用中,蘆葦濕地的進(jìn)水pH要控制在合理范圍內(nèi)。菹草與蘆葦搭配種植的方案具有可行性,僅當(dāng)夏季光合作用特別強(qiáng)烈時(shí),應(yīng)做好pH預(yù)警,水體堿度過大時(shí),要采取適當(dāng)措施予以調(diào)整。(4)動(dòng)態(tài)流植物搭配人工濕地運(yùn)行效果表明,菹草和蘆葦交替發(fā)揮生長優(yōu)勢作用,夏季,實(shí)驗(yàn)組一級(jí)濕地即菹草濕地貢獻(xiàn)率明顯下降,低于對(duì)照組一級(jí)濕地的貢獻(xiàn)率。冬季,菹草濕地發(fā)揮優(yōu)勢,污染物去除貢獻(xiàn)率達(dá)到全年最高水平,對(duì)照組貢獻(xiàn)率全年最低。這與植物的生長發(fā)育歷期相一致,也與濕地基質(zhì)中微生物數(shù)量變化相一致。另外,在冬季,實(shí)驗(yàn)組兩級(jí)濕地對(duì)COD、NH4+-N和TP的總?cè)コЧ^好,去除率分別為42.08%、70.14%和67.95%,與對(duì)照組相比有明顯提高,菹草濕地在冬季的季節(jié)優(yōu)勢突出,能夠彌補(bǔ)蘆葦濕地冬季凈化效果差的缺點(diǎn)�？v觀一年四季兩組濕地出水中污染物濃度水平,可以發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組實(shí)現(xiàn)了對(duì)氨氮的長期穩(wěn)定去除,全年平均氨氮去除率為70.15%,高于對(duì)照組的61.40%,兩種植物搭配為污染物的穩(wěn)定去除提供保證,能夠?qū)崿F(xiàn)一年四季對(duì)污水的凈化。(5)試驗(yàn)結(jié)果表明,菹草濕地即實(shí)驗(yàn)組一級(jí)濕地中全菌數(shù)量在冬季達(dá)到最大值,對(duì)照組一級(jí)濕地全菌數(shù)量夏季最高,與濕地污染物去除效果相一致,說明隨季節(jié)變化,植物生長狀態(tài)改變影響了微生物的活動(dòng),菹草在冬季通過氧傳質(zhì)作用以及根系分泌物等作用,提高了微生物的數(shù)量,進(jìn)而影響污染物去除。菹草的富氧作用顯著提高了濕地中氨氧化細(xì)菌(AOB)的數(shù)量,在春秋冬季實(shí)現(xiàn)了氨氮的高效率去除。植物對(duì)反硝化細(xì)菌的影響不明顯,這與一年四季不同濕地組對(duì)TN去除率差異不大的現(xiàn)象一致。
【關(guān)鍵詞】：人工濕地 冬季凈化效果強(qiáng)化措施 耐寒沉水植物 植物搭配 氨氮耐受性 堿度耐受性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 引言13-25
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 人工濕地污水處理技術(shù)概述14-20
• 1.2.1 人工濕地的概念及分類14-16
• 1.2.2 人工濕地的組成及去污機(jī)理16-20
• 1.3 人工濕地污水處理系統(tǒng)存在的問題20-21
• 1.4 季節(jié)性植物搭配人工濕地系統(tǒng)的提出21-23
• 1.5 研究目的和研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究目的23
• 1.5.2 研究內(nèi)容23-24
• 1.5.3 技術(shù)路線24-25
• 第二章 菹草人工濕地在冬季的污水凈化效果研究25-33
• 2.1 試驗(yàn)裝置與方法25-27
• 2.1.1 濕地小試系統(tǒng)的搭建25
• 2.1.2 試驗(yàn)配水方案及檢測方法25-27
• 2.2 人工濕地系統(tǒng)的運(yùn)行效果分析27-32
• 2.2.1 系統(tǒng)物化參數(shù)變化27
• 2.2.2 系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效果27-28
• 2.2.3 典型周期內(nèi)人工濕地系統(tǒng)DO及污染物變化規(guī)律28-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 菹草、蘆葦應(yīng)用于搭配濕地組的可行性分析33-49
• 3.1 不同氨氮濃度對(duì)菹草生長狀況影響研究33-43
• 3.1.1 試驗(yàn)裝置與配水方法33-34
• 3.1.2 測試指標(biāo)及方法34-37
• 3.1.3 菹草對(duì)不同氨氮濃度的生理響應(yīng)結(jié)果37-42
• 3.1.4 小結(jié)42-43
• 3.2 沉水植物引起的不同堿度環(huán)境對(duì)蘆葦濕地的影響研究43-49
• 3.2.1 試驗(yàn)裝置與方法43-44
• 3.2.2 蘆葦濕地系統(tǒng)污染物去除效果及蘆葦生長情況44-46
• 3.2.3 典型周期內(nèi)蘆葦濕地系統(tǒng)pH及污染物變化規(guī)律46-47
• 3.2.4 小結(jié)47-49
• 第四章 季節(jié)性植物搭配濕地去污效果的長期研究49-65
• 4.1 植物搭配濕地的構(gòu)建及運(yùn)行49-54
• 4.1.1 植物搭配濕地的構(gòu)建49-50
• 4.1.2 試驗(yàn)測試指標(biāo)50-54
• 4.2 植物生長情況54-55
• 4.3 一級(jí)濕地對(duì)污染物去除貢獻(xiàn)率55-56
• 4.4 植物搭配濕地一年四季對(duì)污染物的去除效果研究56-61
• 4.4.1 搭配濕地的DO變化規(guī)律56-57
• 4.4.2 搭配濕地對(duì)COD的去除效果57-58
• 4.4.3 搭配濕地對(duì)NH_4~+-N的去除效果58-59
• 4.4.4 搭配濕地對(duì)TN的去除效果59-60
• 4.4.5 搭配濕地對(duì)TP的去除效果60-61
• 4.5 植物搭配濕地一年四季基質(zhì)中微生物的數(shù)量變化研究61-63
• 4.5.1 搭配濕地基質(zhì)中全菌的數(shù)量變化61
• 4.5.2 搭配濕地基質(zhì)中氨氧化細(xì)菌的數(shù)量變化61-62
• 4.5.3 搭配濕地基質(zhì)中反硝化細(xì)菌的數(shù)量變化62-63
• 4.6 小結(jié)63-65
• 第五章 結(jié)論與展望65-69
• 5.1 結(jié)論65-67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 致謝77-78
• 附錄78-96
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表96

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本文編號(hào)：571344