【摘要】：本研究以厭氧消化后的豬場廢水為對象,研究了大狼把草和齒果酸模兩種濕地植物對廢水的凈化效果并應(yīng)用于潛流人工濕地。改變潛流濕地內(nèi)部結(jié)構(gòu),構(gòu)建4個潛流人工濕地單元,使用碎石和灰磚塊作為濕地基質(zhì),系統(tǒng)地考察了濕地對廢水的凈化效果及影響因素。深入分析了濕地沿程微生物群落多樣性、硝化及反硝化強度、濕地沿程污染物的濃度及去除率的變化,得出以下結(jié)論： 1.大狼把草和齒果酸模均具有較強的耐污染和耐沖擊負(fù)荷能力。大狼把草營養(yǎng)生長期,在50～200mg·L-1的NH4+-N濃度范圍內(nèi)都能生長,在NH4+-N濃度200mg·L-1左右的豬場廢水中有最快的生長速度；在NH4+-N濃度100mg·L-1左右的廢水中,大狼把草的生長期長、對廢水中N、P的去除率穩(wěn)定、植物體內(nèi)N、P積累量最高。齒果酸模在50-200mg·L-1的NH4+-N濃度范圍內(nèi)都能生長,但在NH4+-N濃度150mg·L-1左右的豬場廢水中生長速度較快,對N、P的去除率穩(wěn)定,植物內(nèi)N、P積累量最高。 2.在植物旺盛生長階段,大狼把草和齒果酸模盆栽系統(tǒng)對豬場廢水中TN的平均去除率分別為87%和71%,對TP的去除率都達(dá)到75%以上。與無植物系統(tǒng)對廢水處理結(jié)果相比較,大狼把草對豬場廢水中TN和TP去除的貢獻(xiàn)分別可達(dá)20%和11%,齒果酸模對豬場廢水中TN和TP去除的貢獻(xiàn)分別可達(dá)17%和12%。 3.潛流人工濕地單元經(jīng)過80多天的啟動,運行穩(wěn)定,有植物濕地比無植物對照濕地提前10d左右進(jìn)入穩(wěn)定期。氣溫變化對濕地污染物去除效果的影響顯著,各濕地單元對廢水中COD、NH4+-N、TN、TP的去除率與氣溫變化均呈現(xiàn)線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)也都在0.90以上。 4.在HRT為4d,進(jìn)水中CODCr、NH4+-N、TN、TP濃度分別為520mg·L-1、110mg·L-1、120mg·L-1、10mg·L-1左右時,4個濕地單元對COD和TP的去除效果均較好,去除率分別在60%、70%以上,植物對COD及TP去除的貢獻(xiàn)分別穩(wěn)定在10%和3%左右。植物對氮的去除效果受氣溫影響較大,對氨氮去除的貢獻(xiàn)最高達(dá)13%,而對TN去除的貢獻(xiàn)提高6%左右。潛流濕地內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變后與一般潛流濕地比較,對COD及TP去除率提高約3-5%左右,對氨氮和TN的去除效果也有一定影響。 5.有植物濕地中微生物的數(shù)量沿水流進(jìn)程逐漸遞減,濕地前端和后端相差一個至兩個數(shù)量級。濕地運行穩(wěn)定以后,隨季節(jié)的變化微生物數(shù)量發(fā)生一定的波動。 6.有植物濕地中硝化強度基本上呈現(xiàn)上層高、下層低的趨勢,硝化反應(yīng)主要在濕地前端進(jìn)行,沿程逐漸降低。反硝化強度空間變化規(guī)律不明顯,沿程變化略呈現(xiàn)出降低趨勢,但沿程均能夠保持較高的反硝化強度。濕地中硝化強度較高的在30mg·kg-1·d-1左右,反硝化強度有的在240mg·kg-1·d-1以上,所以濕地中反硝化速率遠(yuǎn)大于硝化速率。 7.有植物濕地中COD和TP濃度均呈現(xiàn)沿程逐漸降低的趨勢,并且COD和TP的去除主要集中在濕地的進(jìn)水端,濕地中后端COD和TP濃度變化趨于平緩。HRT不同,對COD和TP去除率的差別主要集中在濕地前端,隨著水流沿程差別逐漸減小。有植物濕地中氨氮和TN濃度的變化沿程呈現(xiàn)逐漸降低趨勢,濕地結(jié)構(gòu)的改變使水流與植物根系接觸更充分,對污染物的去除率更高。對照濕地中污染物的去除主要集中在濕地前端,污染物的濃度在濕地沿程及空間分布上變化較小。 8.在潛流人工濕地中采用濕地前端和中間聯(lián)合進(jìn)水的方式有利于濕地對TN的去除,但對TP、COD、NH4+-N去除率的影響較小。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2683606