【摘要】： 作為歐盟項(xiàng)目“熱帶、亞熱帶區(qū)域水質(zhì)改善、回用與水生態(tài)系統(tǒng)重建的生物工藝學(xué)對(duì)策研究”的研究成果,復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)已經(jīng)逐步開始應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水體治理。本文以實(shí)驗(yàn)室研究為主,結(jié)合野外基地實(shí)驗(yàn),在以下幾個(gè)方面討論了復(fù)合垂直流人工濕地的對(duì)磷的凈化效率、凈化機(jī)理,并對(duì)維持人工濕地系統(tǒng)的長(zhǎng)效安全運(yùn)行進(jìn)行了初步的研究。 1.通過比較八套組合工藝系統(tǒng)在400-1020mm/d的水力負(fù)荷下對(duì)磷的凈化效率,發(fā)現(xiàn)下行流濕地——兼性塘組合工藝對(duì)總磷無機(jī)磷的平均去除效率最低僅為18.41%和6.95%。對(duì)無機(jī)磷去除效果最好下行流濕地——上行流濕地組合工藝,即復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng),去除率達(dá)到33.76%。對(duì)總磷去除效果最好的推流床——下行流濕地組合工藝,去除率達(dá)到40.35%,復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)對(duì)總磷的去除率也達(dá)到了39.68%。復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)對(duì)總磷無機(jī)磷的去除效率要略高于推流床工藝,推流床與復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)聯(lián)用時(shí),推流床后置能夠小幅度提高系統(tǒng)的除磷能力,而塘系統(tǒng)與下行流濕地系統(tǒng)聯(lián)用時(shí),塘系統(tǒng)后置會(huì)除磷效果會(huì)降低20%以上。 2.通過比較兩年間六種濕地組合工藝系統(tǒng)不同層次出水中磷含量以及各主要理化因子的變化,發(fā)現(xiàn)好氧塘——下行流濕地組合工藝中無機(jī)磷的去除效率與溶解氧的含量顯著相關(guān)(r2=0.994),而下行流濕地——兼性塘組合工藝(r2=0.840)、推流床——下行流濕地組合工藝(r2=0.745)、下行流濕地——推流床濕地組合工藝(r2=0.728)中總磷的去除效率與pH顯著相關(guān)。在高水力負(fù)荷(1200mm/d)下,各套組合工藝系統(tǒng)表層對(duì)磷的積累增加,基質(zhì)磷發(fā)生了不同程度的釋放。好氧塘——下行流濕地組合工藝對(duì)磷的去除效率下降幅度最小,在水流方向上對(duì)磷的去除效率持續(xù)增加。 3.通過對(duì)復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行分層采水,發(fā)現(xiàn)復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)上行池在系統(tǒng)除磷效能下降時(shí)出現(xiàn)了磷的釋放,通過對(duì)基質(zhì)磷總磷、有機(jī)磷以及無機(jī)磷的分級(jí)分離,發(fā)現(xiàn)人工濕地系統(tǒng)基質(zhì)中磷的積累主要是鐵磷和鈣磷的積累造成。 4.通過在實(shí)驗(yàn)室建立模擬柱試驗(yàn)的研究,對(duì)沸石、無煙煤、頁巖、蛭石、陶粒、礫石、鋼渣、圓陶粒等人工濕地填料進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)鋼渣具有最好的除磷效率,實(shí)驗(yàn)期間對(duì)總磷的去除率高于85%,在進(jìn)水磷含量低于0.5mg/L的條件下也能保持高的除磷效率。 5.通過對(duì)官橋人工濕地系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)用草皮代替大型濕生植物作為濕地上行池主要植物的切實(shí)可行。 6.通過人工濕地系統(tǒng)的三角湖工程示范的監(jiān)測(cè),總結(jié)了人工濕地系統(tǒng)在實(shí)際工程中運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)。 本文首先比較了不同構(gòu)型的人工濕地系統(tǒng)除磷的效率,發(fā)現(xiàn)復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)在高水力負(fù)荷下具有較好的凈化磷的能力。通過比較不同構(gòu)型組合的人工濕地去除磷的凈化空間,得出了人工濕地系統(tǒng)組合的一些重要原則。并通過實(shí)驗(yàn)室和野外的結(jié)合研究,考察了復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)除磷的主要機(jī)理并深入討論了復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)凈化效率下降的主要原因,提出了人工濕地除磷效能下降時(shí)的解決方案。為了進(jìn)一步提升復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)除磷能力,通過實(shí)驗(yàn)室模擬柱實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋼渣除磷效果最佳,是否能應(yīng)用于工程實(shí)踐還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)論證。
【圖文】：

如用氯消毒即生成具有致癌、致畸和致突變，使水質(zhì)更加惡化，水產(chǎn)品減產(chǎn)甚至完全破壞�；购�、水庫的水帶霉臭味，，因此喪失水體的游泳價(jià)化湖泊、水庫中的大片藻類，還會(huì)造成運(yùn)輸?shù)睦щy�；顾w水質(zhì)不能符合工業(yè)冷卻水及工藝用水的水質(zhì)塞失效。泊、水庫的富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重影響了湖、庫的功能發(fā)揮和有境上的巨大損失。因此，國(guó)際上許多國(guó)家對(duì)湖泊、水庫量的研究和整治工作。富營(yíng)養(yǎng)化的營(yíng)養(yǎng)物的來源主要來自大氣沉降，土地徑流的路徑主要是點(diǎn)源輸入和面源的輸入。

國(guó)科學(xué)院水生生物研究所 3 Institute of Hydrobiology,CAS圖 2 湖泊水庫磷負(fù)荷輸入途徑Fig.2 Ways of phosphorus load inputment in lakes and reservoir從生態(tài)學(xué)角度來看，湖泊從貧營(yíng)養(yǎng)向富營(yíng)養(yǎng)化轉(zhuǎn)變是個(gè)必然的歷史演替過，但是自然界中湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的過程相當(dāng)漫長(zhǎng)，而人類對(duì)環(huán)境的破壞正在不斷速這這個(gè)過程，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化最終導(dǎo)致了湖泊沼澤化�！秶�(guó)家環(huán)境保護(hù)“十五劃》指出，2000 年我國(guó)七大水系干流中，只有 57.7％的斷面達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（水生生物研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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1 李真;羅錦洪;黃民生;張勇;何巖;;以蜂巢石為基質(zhì)的垂直流人工濕地對(duì)黑臭水體除磷中試研究[J];華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

2 趙雪鋒;王欣;;復(fù)合垂直潛流人工濕地處理低溫生活污水的研究[J];黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào);2011年04期

3 邢賾;陳玉成;熊佰煉;孫曉東;孫曉靜;;不同沸石材料對(duì)沼液中磷素靜態(tài)吸附去除[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 梁建軍;復(fù)合潛流人工濕地與生物接觸氧化組合工藝處理生活污水的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 邢賾;沼液營(yíng)養(yǎng)物的沸石吸附回收與利用[D];西南大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 谷先坤;生物接觸氧化和人工濕地組合工藝處理生活污水尾水研究[D];南京師范大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2653252