本文關(guān)鍵詞：內(nèi)部生境調(diào)控強(qiáng)化駁岸濕地對(duì)徑流雨水中磷的去除

  更多相關(guān)文章： 駁岸濕地 磷 徑流 基質(zhì)改良 鐵錳氧化物

【摘要】：隨著城市快速發(fā)展,城市不透水面積逐年增加,由此導(dǎo)致的地表徑流污染日益嚴(yán)重。徑流沖刷作用下將地表積累的大量含磷物質(zhì)帶入城市水體,加劇了水體富營(yíng)養(yǎng)化。據(jù)報(bào)道,非點(diǎn)源磷污染已成為導(dǎo)致城市水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重的主要因素。隨著海綿城市建設(shè)的推進(jìn),分散式綠色生態(tài)處理設(shè)施大規(guī)模應(yīng)用。但是,常規(guī)雨水花園、下沉式綠地、生物滯留帶等設(shè)施在推廣應(yīng)用中存在“磷溶出”現(xiàn)象。駁岸濕地作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)輸后進(jìn)入城市水體末端生態(tài)控制技術(shù),承擔(dān)了大量的溶解性磷去除任務(wù)。本論文通過(guò)引入空氣導(dǎo)管強(qiáng)化駁岸濕地對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化、改良基質(zhì)強(qiáng)化駁岸濕地對(duì)無(wú)機(jī)磷截留、構(gòu)建微環(huán)境促進(jìn)植物根系對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除等途徑,優(yōu)化駁岸濕地內(nèi)部結(jié)構(gòu),以期達(dá)到駁岸濕地除磷最大化。針對(duì)駁岸濕地內(nèi)部微生物在缺氧環(huán)境中對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化效果不佳的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)濕地內(nèi)部增加穿孔導(dǎo)管的方法,考察了導(dǎo)管強(qiáng)化駁岸濕地對(duì)徑流雨水中有機(jī)磷轉(zhuǎn)化效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn):微生物存在可顯著提高濕地系統(tǒng)對(duì)有機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)磷酸鹽的能力,落空運(yùn)行模式下駁岸濕地對(duì)有機(jī)磷去除效果優(yōu)于淹沒(méi)運(yùn)行模式;濕地內(nèi)部引入穿孔導(dǎo)管后可強(qiáng)化濕地內(nèi)部大氣復(fù)氧,改善基質(zhì)內(nèi)部通氣狀況,促進(jìn)微生物菌群繁殖生長(zhǎng),增加內(nèi)部基質(zhì)微生物量;落空運(yùn)行模式下引入穿孔導(dǎo)管后對(duì)總磷的去除率可從5.2%提高至9.11%,且可顯著縮短系統(tǒng)對(duì)有機(jī)磷的無(wú)機(jī)化時(shí)間;相比于傳統(tǒng)駁岸濕地,引入穿孔導(dǎo)管的駁岸濕地可減小一定設(shè)計(jì)深度,便達(dá)到較好有機(jī)磷轉(zhuǎn)化效果。針對(duì)傳統(tǒng)濕地惰性基質(zhì)除磷效果不佳,吸附易飽和的問(wèn)題,采用金屬氧化物負(fù)載陶粒的方式改良基質(zhì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)分析改良介質(zhì)對(duì)溶解性無(wú)機(jī)磷吸附去除效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:負(fù)載鐵錳氧化物陶粒對(duì)無(wú)機(jī)磷吸附效果優(yōu)于負(fù)載鐵氧化物陶粒和負(fù)載錳氧化物陶粒,其最大吸附量為0.077mg/g;Langmuir方程能較好的描述負(fù)載金屬氧化物陶粒對(duì)溶解性無(wú)機(jī)磷的等溫吸附過(guò)程,動(dòng)力學(xué)二級(jí)模型可以較好的描述其吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程,且該吸附過(guò)程受化學(xué)吸附機(jī)理的控制;駁岸濕地添加改良基質(zhì)層后,除磷效果大大提升;負(fù)載鐵錳復(fù)合氧化物陶粒改良基質(zhì)的系統(tǒng)對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除率最大,比普通陶粒系統(tǒng)提高近40%,比負(fù)載鐵氧化物的陶粒系統(tǒng)和負(fù)載錳氧化物陶粒的系統(tǒng)分別提高20%和30%。降雨間隔對(duì)改良基質(zhì)濕地系統(tǒng)除磷效果具有一定影響,降雨間隔時(shí)間越長(zhǎng)濕地內(nèi)部基質(zhì)對(duì)無(wú)機(jī)磷的吸附能力越強(qiáng),其對(duì)無(wú)機(jī)磷的去除主要發(fā)生在改良基質(zhì)層,惰性填料對(duì)磷去除作用不大。針對(duì)濕地植物根系表面鐵錳氧化物生成機(jī)制、除磷效果不明確的問(wèn)題,構(gòu)建濕地浸潤(rùn)環(huán)境,促進(jìn)濕地植物蘆葦根系表面生成鐵錳氧化物,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)試驗(yàn)分析蘆葦根表鐵錳氧化物對(duì)有機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷吸附去除效果。結(jié)果表明:蘆葦根表鐵錳氧化物可有效吸附無(wú)機(jī)磷與有機(jī)磷,其最大吸附量擬合結(jié)果分別為4.41mg/g與3.06 mg/g(以蘆葦根系質(zhì)量計(jì));Langmuir方程可較好的描述蘆葦根表鐵錳氧化物對(duì)無(wú)機(jī)磷與有機(jī)磷的等溫吸附過(guò)程;吸附動(dòng)力學(xué)二級(jí)模型能較好的描述蘆葦根表鐵錳氧化物對(duì)無(wú)機(jī)磷、有機(jī)磷的動(dòng)力學(xué)吸附過(guò)程,表明該吸附過(guò)程受化學(xué)吸附機(jī)理控制;通過(guò)傅立葉變換紅外光譜法光譜圖結(jié)果表明,蘆葦根表鐵錳氧化物的除磷過(guò)程是由于正磷酸鹽或有機(jī)磷酸鹽離子基團(tuán)發(fā)生羥基替代引起。通過(guò)導(dǎo)管強(qiáng)化有機(jī)磷轉(zhuǎn)化、基質(zhì)改良強(qiáng)化無(wú)機(jī)磷吸附、植物根系微環(huán)境構(gòu)建強(qiáng)化根表鐵錳氧化物對(duì)磷素去除構(gòu)建優(yōu)化結(jié)構(gòu)的三級(jí)駁岸濕地,考察結(jié)構(gòu)優(yōu)化駁岸濕地對(duì)徑流雨水中磷素的去除效果,評(píng)價(jià)不同重現(xiàn)期對(duì)其除磷效果的影響。結(jié)果表明:與傳統(tǒng)駁岸濕地相比,構(gòu)造優(yōu)化駁岸濕地可顯著提高對(duì)徑流雨水的除磷效果。通過(guò)場(chǎng)次降雨事件分析發(fā)現(xiàn)降雨重現(xiàn)期越小,構(gòu)造優(yōu)化駁岸濕地除磷效果越好,重現(xiàn)期為一年一遇時(shí),其除磷效率比傳統(tǒng)駁岸濕地可提高30%,其對(duì)有機(jī)磷去除主要發(fā)生在第一級(jí)濕地,對(duì)無(wú)機(jī)磷去除主要發(fā)生在第二級(jí)濕地和第三級(jí)濕地。降雨歷時(shí)對(duì)駁岸濕地系統(tǒng)除磷效果影響不大,最高去除率均發(fā)生在降雨前15min。
【關(guān)鍵詞】：駁岸濕地 磷 徑流 基質(zhì)改良 鐵錳氧化物
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 地表徑流雨水中磷污染分析12-13
• 1.2.2 駁岸濕地13
• 1.2.3 濕地除磷現(xiàn)狀分析13-14
• 1.2.4 濕地除磷機(jī)理14-18
• 1.3 課題的提出18
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 第2章 導(dǎo)管強(qiáng)化駁岸濕地內(nèi)微生物對(duì)有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化20-32
• 2.1 試驗(yàn)材料與方法20-22
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置20
• 2.1.2 進(jìn)水水質(zhì)與水力負(fù)荷20-21
• 2.1.3 進(jìn)水濃度對(duì)有機(jī)磷去除的影響21
• 2.1.4 基質(zhì)除磷強(qiáng)度21
• 2.1.5 測(cè)定方法21-22
• 2.2 結(jié)果與分析22-30
• 2.2.1 運(yùn)行模式對(duì)有機(jī)磷去除效果影響22-25
• 2.2.2 濕地內(nèi)部溶解氧含量對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化效果影響25-27
• 2.2.3 進(jìn)水濃度對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化效果影響27-29
• 2.2.4 濕地內(nèi)部基質(zhì)除磷潛力分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第3章 基質(zhì)改良強(qiáng)化駁岸濕地對(duì)無(wú)機(jī)磷截留32-47
• 3.1 試驗(yàn)材料與方法32-34
• 3.1.1 改良基質(zhì)的制備32-33
• 3.1.2 負(fù)載陶粒對(duì)溶解性無(wú)機(jī)磷吸附33
• 3.1.3 駁岸濕地模擬試驗(yàn)裝置33-34
• 3.1.4 進(jìn)水水質(zhì)與水量34
• 3.1.5 測(cè)定方法34
• 3.2 結(jié)果與分析34-45
• 3.2.1 改良基質(zhì)對(duì)無(wú)機(jī)磷的靜態(tài)吸附分析34-40
• 3.2.2 基質(zhì)改良駁岸濕地對(duì)徑流雨水中無(wú)機(jī)磷的截留40-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第4章 植物根系微環(huán)境構(gòu)建對(duì)駁岸濕地除磷促進(jìn)作用47-57
• 4.1 試驗(yàn)材料與方法47-49
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置47-48
• 4.1.2 蘆葦根系表面鐵錳氧化物培養(yǎng)及剝落48
• 4.1.3 根系表面鐵錳氧化物對(duì)不同形態(tài)磷的吸附48
• 4.1.4 紅外光譜表征48-49
• 4.1.5 測(cè)定方法49
• 4.2 結(jié)果與分析49-55
• 4.2.1 植物根系表面鐵錳氧化物表征49-50
• 4.2.2 蘆葦根表鐵錳氧化物膠膜中鐵錳含量50-51
• 4.2.3 根表鐵錳氧化物除磷等溫吸附分析51-53
• 4.2.4 根表鐵錳氧化物除磷動(dòng)力學(xué)吸附分析53-55
• 4.2.5 根表鐵錳氧化物與磷反應(yīng)前后紅外光譜譜圖分析55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第5章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化駁岸濕地對(duì)徑流雨水中磷的去除效果分析57-71
• 5.1 試驗(yàn)材料與方法57-60
• 5.1.1 試驗(yàn)裝置57-58
• 5.1.2 進(jìn)水水質(zhì)與水量58-60
• 5.1.3 水樣的采集60
• 5.1.4 測(cè)定方法60
• 5.2 結(jié)果與分析60-70
• 5.2.1 不同降雨重現(xiàn)期對(duì)駁岸濕地除磷效果的影響60-69
• 5.2.2 駁岸濕地內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果圖69-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與建議71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 建議72-73
• 參考文獻(xiàn)73-80
• 致謝80

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本文編號(hào)：612564