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

  更多相關文章： 人工濕地 冬季凈化效果強化措施 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)具有基礎建設投資低、運行管理簡單且具有生態(tài)景觀效應等諸多優(yōu)點,在流域污染綜合整治中發(fā)揮著顯著的技術優(yōu)勢和寬廣的應用前景。然而,人工濕地的水質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,甚至因為大部分挺水植物的枯萎和腐爛導致污染物濃度增加,這成為限制人工濕地應用推廣一大難題。本論文基于植物在人工濕地中的重要作用,研究寒熱適應性不同的濕地植物,提出通過科學配置季節(jié)性植物,將耐寒沉水植物(菹草)和喜溫挺水植物(蘆葦)在濕地中進行搭配這一水質凈化強化措施�？疾炝溯喜莸亩救ノ勰芰�,并分別研究了菹草和蘆葦對污水環(huán)境的脅迫耐受性能,探討了季節(jié)性植物搭配的可行性；進而以連續(xù)流方式運行一年,詳細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演替、交替發(fā)揮優(yōu)勢凈化作用對水質變化的影響,并深入探討了其微觀變化機理,為人工濕地常年穩(wěn)定運行提供理論依據。取得的主要研究結論如下：(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)內能較快的降至地表三類水標準范圍內。這為菹草應用于人工濕地冬季凈化污水提供了直接有力的證據。(2)菹草對氨氮的耐受閾值為4mg/L。較高濃度的氨氮(≥4 mg/L)導致菹草活性氧代謝失衡,膜質過氧化水平不斷加強,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水為4-5mg/L,為模擬污水處理廠一級A出水,在菹草的適應范圍內,具有可行性。根據菹草植物特性,如若進水氨氮濃度過高,也將根據實際情況采取措施,避免損傷菹草。(3)沉水植物強烈光合作用能夠提升水體堿度,對蘆葦造成脅迫。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,對污染物有較好的去除效果。因此,在工程應用中,蘆葦濕地的進水pH要控制在合理范圍內。菹草與蘆葦搭配種植的方案具有可行性,僅當夏季光合作用特別強烈時,應做好pH預警,水體堿度過大時,要采取適當措施予以調整。(4)動態(tài)流植物搭配人工濕地運行效果表明,菹草和蘆葦交替發(fā)揮生長優(yōu)勢作用,夏季,實驗組一級濕地即菹草濕地貢獻率明顯下降,低于對照組一級濕地的貢獻率。冬季,菹草濕地發(fā)揮優(yōu)勢,污染物去除貢獻率達到全年最高水平,對照組貢獻率全年最低。這與植物的生長發(fā)育歷期相一致,也與濕地基質中微生物數量變化相一致。另外,在冬季,實驗組兩級濕地對COD、NH4+-N和TP的總去除效果較好,去除率分別為42.08%、70.14%和67.95%,與對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,能夠彌補蘆葦濕地冬季凈化效果差的缺點�？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),實驗組實現(xiàn)了對氨氮的長期穩(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,能夠實現(xiàn)一年四季對污水的凈化。(5)試驗結果表明,菹草濕地即實驗組一級濕地中全菌數量在冬季達到最大值,對照組一級濕地全菌數量夏季最高,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,菹草在冬季通過氧傳質作用以及根系分泌物等作用,提高了微生物的數量,進而影響污染物去除。菹草的富氧作用顯著提高了濕地中氨氧化細菌(AOB)的數量,在春秋冬季實現(xiàn)了氨氮的高效率去除。植物對反硝化細菌的影響不明顯,這與一年四季不同濕地組對TN去除率差異不大的現(xiàn)象一致。
【關鍵詞】：人工濕地 冬季凈化效果強化措施 耐寒沉水植物 植物搭配 氨氮耐受性 堿度耐受性
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 研究目的和研究內容23-25
• 1.5.1 研究目的23
• 1.5.2 研究內容23-24
• 1.5.3 技術路線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 試驗配水方案及檢測方法25-27
• 2.2 人工濕地系統(tǒng)的運行效果分析27-32
• 2.2.1 系統(tǒng)物化參數變化27
• 2.2.2 系統(tǒng)對污染物的去除效果27-28
• 2.2.3 典型周期內人工濕地系統(tǒng)DO及污染物變化規(guī)律28-32
• 2.3 本章小結32-33
• 第三章 菹草、蘆葦應用于搭配濕地組的可行性分析33-49
• 3.1 不同氨氮濃度對菹草生長狀況影響研究33-43
• 3.1.1 試驗裝置與配水方法33-34
• 3.1.2 測試指標及方法34-37
• 3.1.3 菹草對不同氨氮濃度的生理響應結果37-42
• 3.1.4 小結42-43
• 3.2 沉水植物引起的不同堿度環(huán)境對蘆葦濕地的影響研究43-49
• 3.2.1 試驗裝置與方法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 典型周期內蘆葦濕地系統(tǒng)pH及污染物變化規(guī)律46-47
• 3.2.4 小結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 植物搭配濕地的構建及運行49-54
• 4.1.1 植物搭配濕地的構建49-50
• 4.1.2 試驗測試指標50-54
• 4.2 植物生長情況54-55
• 4.3 一級濕地對污染物去除貢獻率55-56
• 4.4 植物搭配濕地一年四季對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COD的去除效果57-58
• 4.4.3 搭配濕地對NH_4~+-N的去除效果58-59
• 4.4.4 搭配濕地對TN的去除效果59-60
• 4.4.5 搭配濕地對TP的去除效果60-61
• 4.5 植物搭配濕地一年四季基質中微生物的數量變化研究61-63
• 4.5.1 搭配濕地基質中全菌的數量變化61
• 4.5.2 搭配濕地基質中氨氧化細菌的數量變化61-62
• 4.5.3 搭配濕地基質中反硝化細菌的數量變化62-63
• 4.6 小結63-65
• 第五章 結論與展望65-69
• 5.1 結論65-67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻69-77
• 致謝77-78
• 附錄78-96
• 學位論文評閱及答辯情況表96

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4 鄒友琴;人工濕地及其構建方法研究[J];科技廣場;2004年10期

5 楊志煥,葛瀅,沈琪,蔣躍平,唐宇力,王華勝,常杰;亞熱帶人工濕地中配置植物與遷入植物多樣性的季節(jié)變化[J];生物多樣性;2005年06期

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9 劉媛;;對城市人工濕地景觀的生態(tài)性及其設計的探討[J];江西農業(yè)大學學報(社會科學版);2006年04期

10 蓋靜;尚文平;郭漢全;;人工濕地的研究進展[J];中國農學通報;2007年11期

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1 劉曉濤;郭宗樓;陸琦;鄧莉;;人工濕地的多重效益淺析[A];上海市濕地利用和保護研討會論文集[C];2002年

2 方志堅;張曉峰;吳燕;徐慶賢;;保護城市人工濕地 建設綠色家園[A];福建省農業(yè)工程學會2007年學術年會論文集[C];2007年

3 張哲維;張政權;;人工濕地砌體磚研究與利用[A];四川省水污染控制工程學術交流會論文集[C];2009年

4 李谷;吳恢碧;姚雁鴻;陶玲;曾夢兆;;人工濕地在池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應用與研究[A];全國畜禽和水產養(yǎng)殖污染監(jiān)測與控制治理技術交流研討會論文集[C];2008年

5 李，

本文編號：571344