本文關(guān)鍵詞：冬季浮床人工濕地對(duì)污水處理廠二級(jí)出水凈化研究　出處：《南京大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：當(dāng)前,人工濕地已被廣泛用于污染處理廠出水的深度處理。然而,由于水生植物及微生物的活性與溫度有顯著關(guān)系,在高緯度地區(qū)或者冬季平均氣溫低于10℃的低中緯度地區(qū)去除污水中過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。人工濕地水生植物種類的選擇被視為影響冬季濕地凈化功能的因素之一,對(duì)于植物種類的選擇已有大量研究。然而,很少有研究關(guān)注冷季型水生植物在冬季去除污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中的重要性及其作用途徑。不同季節(jié)污水處理廠的二級(jí)污水排放量一般相對(duì)恒定,為實(shí)現(xiàn)濕地出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo),濕地也需要相對(duì)恒定的凈化能力,那么提高濕地在冬季的污水處理效率具有特殊意義。本研究以水芹為浮床植物,通過(guò)建立三種類型的人工濕地系統(tǒng)：無(wú)浮床無(wú)植物系統(tǒng)(CK)、浮床無(wú)植物系統(tǒng)(FW)和浮床植物系統(tǒng)(FW-M),探究冬季水芹在污水處理廠二級(jí)出水處理下的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和生理特征變化,冬季人工浮床濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠二級(jí)出水污染物的去除及氮去除途徑。通過(guò)對(duì)不同處理間和季節(jié)間凈化能力差異進(jìn)行單因素方差分析和雙因素方差分析,得出以下主要結(jié)論：(1)實(shí)驗(yàn)期間,大氣溫度在-6.2℃和19.1℃之間波動(dòng),平均溫度為6.2℃,而水溫(距水面50厘米深度)在3.3℃和14.5℃間波動(dòng),平均溫度為6.8℃。在第一個(gè)到第八個(gè)周期內(nèi)的平均氣溫分別為11.9℃,9.45℃,11.1℃,3.25℃,2.30℃,3.85℃,3.60℃和4.70℃�；跉鉁貥�(biāo)準(zhǔn),總體實(shí)驗(yàn)期可分為兩個(gè)子階段：前三個(gè)周期(秋季)和后五個(gè)周期(冬季)。(2)不同系統(tǒng)間電導(dǎo)率和TDS差異顯著。在CK,FW和FW-M人工濕地平均PH分別為8.0,8.1和8.4,該值顯示處理之間沒(méi)有顯著差異(p=0.236)。與CK(1.22毫秒/厘米,p=0.003)和FW(1.25毫秒/厘米,p=0.014)系統(tǒng)相比,FW-M處理有顯著較低的電導(dǎo)率值(0.79毫秒/厘米)。FW和FW-M系統(tǒng)的TDS值分別為0.78,0.79和0.51g/L,它們之間具有顯著的差別(p=0.006)。(3)冬季水芹在浮床人工濕地保持了相對(duì)較高的活性。在FW-M系統(tǒng)中,水芹的根長(zhǎng)在前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)周期里迅速加長(zhǎng),由10月31日的7.8厘米長(zhǎng)至11月20日的18.09厘米,在之后的六個(gè)實(shí)驗(yàn)周期里生長(zhǎng)速度放緩。相似的是,地上部分的長(zhǎng)度同樣在前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)周期里迅速增長(zhǎng),從20.02厘米增長(zhǎng)到25.15厘米,之后隨著老葉的枯萎而有所降低。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間,葉片的葉綠素含量逐漸降低,而根系活力在12月30日之前逐漸下降,隨后略有增加。根系孔隙度和泌氧在深秋實(shí)驗(yàn)批次有所增加,進(jìn)入冬季后開始下降。因此,在平均氣溫3.63℃的冬季,盡管冷季型植物水芹的葉片已經(jīng)枯萎,但植物根依然能維持較高的活性。(4)生態(tài)浮床人工濕地可以有效地從尾水中去除氮和磷,但是COD的去除率較低。在實(shí)驗(yàn)期間,CK,FW,FW-M三個(gè)系統(tǒng)COD的平均去除率為8.13%,14.59%和18.53%,三組處理間COD的去除率無(wú)顯著差異(p=0.437)。FW-M系統(tǒng)對(duì)TN, NO3--N, NH4+-N, TDN和TP的平均去除率為26.48%,36.18%,39.30%,26.23%和24.64%；FW系統(tǒng)對(duì)TN,N03--N,NH4+-N,TDN和TP的平均去除率為3.76%,14.77%,5.74%,5.55%和4.77%；CK系統(tǒng)對(duì)TN,N03--N,NH4+-N,TDN和TP的平均去除率為4.38%,2.91%,7.76%,3.96%和2.73%。FW-M在對(duì)TN,N03--N,NH4+-N,TDN和TP的平均去除率顯著高于CK和FW,p值在0.002到0.016之間。(5)植物吸收氮的速率下降是導(dǎo)致冬季相比于秋季氮去除率下降的最主要的原因。FW-M系統(tǒng)中,植物吸收途徑對(duì)氮的去除率急劇下降,從秋季的67.13 mgN·m-2·d-1下降到冬季的20.09 mg N·m-2·d-1,下降了70.07%。通過(guò)植物吸收途徑去除氮占氮總?cè)コ康谋壤龔那锛镜?3.39%,下降至冬季的15.01%。微生物途徑在秋季和冬季對(duì)氮的去除率分別為127.66 mg N·m-2·d-1和96.34 mgN·m-2·d-1,相比下降了24.53%。微生物途徑去除在氮總?cè)コ手兴嫉谋壤龔那锛九蔚?3.50%增長(zhǎng)到冬季批次的71.57%。
[Abstract]:At present, artificial wetland has been widely used for the treatment of effluent from pollution treatment plants. However, due to the significant relationship between the activity of aquatic plants and microbes and temperature, it is still a challenge to remove excess nutrients from sewage at high latitudes or low latitudes with mean temperature below 10 C in winter. The selection of aquatic plant species in artificial wetland is considered as one of the factors affecting the purification function of wetland in winter, and there has been a great deal of research on the selection of plant species. However, few studies have paid attention to the importance of cold season aquatic plants in the removal of nutrients from sewage in winter and their ways of action. In the different seasons, the two level sewage discharge of sewage treatment plants is generally relatively constant. In order to achieve stable target quality of wetland effluent, wetlands need relatively constant purification capacity, so improving the efficiency of wetland sewage treatment in winter is of special significance. In this study, cress as floating bed plants, the artificial wetland system to establish three types: free floating bed plant system (CK), floating bed plant system (FW) and floating bed plant system (FW-M), the dynamic growth and physiological characteristics of winter cress on changes in the sewage treatment plant effluent treatment under two the artificial floating bed system of nitrogen removal and wetland in winter two sewage treatment plant effluent pollutant removal pathways. According to the different treatments and seasonal differences of purification capacity variance analysis of single factor variance analysis and two factors, the main conclusions are as follows: (1) during the experiment, the atmospheric temperature fluctuates between -6.2 degrees and 19.1 degrees, the average temperature of 6.2 degrees, while the water temperature (above water depth of 50 cm) in the range of 3.3 DEG C and 14.5 degrees, the average temperature is 6.8 DEG C. The average temperature in the first to eighth cycles is 11.9, 9.45, 11.1, 3.25, 2.30, 3.85, 3.60, and 4.70. Based on the temperature standard, the overall experimental period can be divided into two sub stages: the first three cycles (fall) and the later five cycles (winter). (2) the difference of electrical conductivity and TDS between different systems was significant. In CK, FW and FW-M artificial wetlands, the average PH was 8.0,8.1 and 8.4 respectively, and there was no significant difference between the treatments (p=0.236). Compared with CK (1.22 MS / cm, p=0.003) and FW (1.25 MS / cm, p=0.014) systems, FW-M treatment has a significantly lower electrical conductivity (0.79 milliseconds / cm). The TDS values of FW and FW-M systems are 0.78,0.79 and 0.51g/L, respectively, and there are significant differences between them (p=0.006). (3) the winter cress has maintained a relatively high activity in the floating bed of artificial wetland. In the FW-M system, cress root length increases rapidly in the first two experimental period, from October 31st to November 20th of the 7.8 cm long 18.09 cm, six experimental period after the growth rate slowed down. Similarly, the length of the aboveground part also increased rapidly in the first two experimental periods, from 20.02 centimeters to 25.15 centimeters, and then decreased with the withering of old leaves. During the whole experiment, the chlorophyll content of the leaves decreased gradually, and the root activity decreased gradually before December 30th, and then increased slightly. The root porosity and oxygen secretion increased in the late autumn experiment, and began to decline after winter. Therefore, the average temperature of 3.63 degrees in winter, although cold season plant leaves cress have withered, but the plant roots can still maintain high activity. (4) ecological floating bed constructed wetland can effectively remove nitrogen and phosphorus from the tail water, but the removal rate of COD is low. During the experiment, the average removal rate of three systems, CK, FW and FW-M, was 8.13%, 14.59% and 18.53%. There was no significant difference in the removal rate of COD between the three groups (p=0.437). The FW-M system of TN, NO3--N, NH4+-N, TDN and TP average removal rate was 26.48%, 36.18%, 39.30%, 26.23% and 24.64%; FW system on TN, N03--N, NH4+-N, TDN and TP average removal rate was 3.76%, 14.77%, 5.74%, 5.55% and 4.77%; CK system on TN, N03--N, NH4+-N, TDN and the average removal rate of TP was 4.38%, 2.91%, 7.76%, 3.96% and 2.73%. The average removal rate of FW-M for TN, N03--N, NH4+-N, TDN and TP was significantly higher than that of CK and FW, and the p value was between 0.002 and 0.016. (5) the decrease in the rate of plant nitrogen absorption is the main reason for the decrease of nitrogen removal rate in winter compared to autumn. In the FW-M system, the nitrogen removal rate of plant absorption pathway declined sharply from 67.13 mgN m-2 D-1 in autumn to 20.09 mg in winter, N and m-2 D-1 decreased by 70.07%. The total removal of nitrogen by plant absorption was reduced from 33.39% in autumn to 15.01% in winter. The removal rates of nitrogen in autumn and winter were 127.66 mg N. M-2. D-1 and 96.34 mgN. M-2. D-1, respectively, with a decrease of 24.53%. The proportion of microbial pathway removal in total nitrogen removal rate increased from 63.50% in autumn batch to 71.57% in winter batch.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

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