人工濕地處理污水具有出水水質好,基建投資和日常運行費用低,維護管理方便等優(yōu)點,且具有美學價值,特別符合國際上污水處理的小型化和分散化的最新環(huán)保理念,值得在中小城鎮(zhèn)大力推廣。但是,人工濕地對污染物的去除效果受到多種因素的影響和制約,諸如氣溫、基質屬性、濕地植物、土壤微生物和濕地蒸發(fā)蒸騰等,而這些因素限制了濕地凈化效果的進一步提高,目前正在成為限制濕地推廣應用的瓶頸因素。 本文針對濕地脫氮的主要影響因素,通過構建系列濕地模型,以污水廠初沉池出水作為濕地進水,在濕地穩(wěn)定運行后,2002年9月至2005年4月,全面考察了影響濕地脫氮率因素和濕地脫氮率間的關系。研究內容主要包括:(1)不同濕地植物對脫氮效果的影響,試驗首次研究了濕地植物光合作用和蒸騰特性的變化規(guī)律及其對濕地脫氮的影響,從側面研究濕地植物在濕地脫氮過程中的作用;(2)濕地基質對NH4+-N和TN的吸附凈化,以及凈化過程中NO3--N的轉化規(guī)律研究;(3)濕地中脫氮微生物的種群分析研究,結合濕地脫氮效果以MPN-FISH方法對濕地中硝化菌群進行了統(tǒng)計分析;(4)不同植物濕地中溶解氧分布規(guī)律研究,以及溶解氧水平對脫氮效果的影響;(5)全面分析研究了濕地構型、水力條件及運行方式等對脫氮效果的影響,最后進行了部分濕地強化脫氮試驗。綜合試驗數(shù)據(jù),文章深入探討了濕地脫氮的機理,分析組成濕地的基質、植物和微生物在脫氮過程中的作用。試驗發(fā)現(xiàn),濕地植物的光合作用強度影響濕地整體的脫氮效果,光合代謝總量影響濕地TN的去除量;在所有的濕地植物中,蘆葦?shù)墓夂献饔脧姸容^大,水分利用率較高,根系泌氧量大;僅靠濕地基質吸附去除污染物的效果較差,而基質和植物根系及微生物的結合才是濕地脫氮的最佳介質;MPN-FISH分析表明,曝氣后濕地硝化菌生長環(huán)境得到改善,菌群數(shù)量提高;同時借助“灰箱”理論,運用神經(jīng)網(wǎng)絡模型對濕地的運行條件進行優(yōu)化,并在此基礎上提出濕地強化脫氮的可行方法。最后試驗以高污染負荷廢水為對象,進行強化脫氮試驗并加以驗證。另外,在考慮高效脫氮的前提下,試驗探討了濕地對磷的去除效果,研究了濕地除磷的機理,對于全面提高濕地脫氮除磷功能具有借鑒意義。 本研究結合試驗成果探討了人工濕地的脫氮機理,提出人工濕地高效脫氮運行的適用技術,對于推廣人工濕地在不同地區(qū)和條件下的應用具有重要意義。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2005
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

東南大學博士學位論文4I 水平流人工濕地（Horizontal-flow system，簡稱為HF），構造如圖1-1 所示。水平潛流人工濕地因污水從一端水平流過基質床而得名。床體設有防滲層，防止污染地下水。與自由表面流人工濕地相比，水平潛流人工濕地的水力負荷大，對BOD、COD、SS、重金屬等污染物的去除效果好，而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象。但其脫氮除磷效果不如垂直潛流人工濕地。II 垂直流人工濕地（Vertical Flow Wetland，簡稱為VFW）。與水平流人工濕地相比，VFW供氧效果較好，系統(tǒng)硝化能力較強，對NH4+-N和TN的去除效果較好，但構造比較復雜，且對SS的去除率不高

9.8m/s； v—滲流平均流速，m/s述各式，即可確定濕地床的基本尺寸。濕地床長度 L 通常定為 20～50m。過長，易造死區(qū)，且使水位難于調節(jié)，不利于植物的栽培。此外，濕地的長寬比 L/W 也不應過大 3/1 以下，常采用 1/1，對于以土壤為主的系統(tǒng)，L/W 比應小于 1/1。床深 D 一般須根的種類及根系的生長深度確定，以保證濕地床中必要的好氧條件。對于蘆葦濕地系統(tǒng)生活污水時，D 一般取 0.6～0.7m；而用于較高濃度有機工業(yè)廢水的處理時，D 一般在 0。床橫截面面積與溫度、有機負荷無關，只受基質的水力學特性影響。在借鑒有關經(jīng)研究人員建議，通過基質橫截面的平均流速 Q/AC以不超過 8.6m/d 為宜，以避免對基破壞。濕地床底坡一般取 1～8%，須根據(jù)基質性質及濕地尺寸加以確定，對以礫石為一般可取 2%。工濕地模型的建造試驗所需，在南京鎖金村污水處理廠初沉池旁建造 8 個潛流型人工濕地模型。的平面布置 2-1 所示，濕地的所處位置為廠內一開闊地，濕地植物的生長氣候與南京地區(qū)氣候一測量氣候參數(shù)外，降雨量參數(shù)可以采用南京當?shù)氐慕涤陻?shù)據(jù)。

東南大學博士學位論文人工濕地進水總管接自污水廠初沉池內，采用虹吸進水，進水口設在 0.8m 高度處�？偣芗案鞣止苎b截止閥以調節(jié)水量。每個系統(tǒng)進水端設有穿孔管與總管相連，起均勻配水的作用。配水區(qū)長約0.15m，寬 1m，以穿孔板與處理段分隔，以保證配水均勻，區(qū)內鋪設粒徑為 40mm 左右的礫石，防止污水短流使其分配均勻，同時可以起到對污水進行初步過濾作用，防止?jié)竦貎炔慷氯?
【引證文獻】

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2 鄭璞;丁志斌;鄧正棟;汪毅;;水平潛流人工濕地COD去除回歸方程的建立及應用[J];環(huán)境科學學報;2011年09期

3 岳莉然;高春義;李永峰;;人工濕地中植物的生理生態(tài)研究進展[J];黑龍江農(nóng)業(yè)科學;2011年06期

4 趙雪鋒;王欣;;復合垂直潛流人工濕地處理低溫生活污水的研究[J];黑龍江大學工程學報;2011年04期

5 鄭婷婷;季俊杰;紀榮平;陳劍;;人工濕地脫氮效果的研究進展[J];環(huán)境科技;2011年S1期

6 鄭璞;鄧正棟;丁志斌;;水平潛流人工濕地氮磷去除回歸方程的建立[J];中國環(huán)境科學;2012年11期

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3 范立維;潛流人工濕地水力學特性及其處理廢水中有機污染物的研究[D];北京化工大學;2008年

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5 梁建軍;復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研究[D];重慶大學;2010年

6 李曉東;dUBF-CW耦合工藝處理生活污水的研究[D];東北大學;2008年

7 金暉;城市化過程中人工濕地去污模式與強化技術研究[D];北京林業(yè)大學;2013年

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4 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;2011年

5 陳媛媛;小型濕地控制農(nóng)業(yè)非點源污染機理的研究與應用[D];桂林理工大學;2009年

6 譚曉慧;新薛河人工濕地污染物凈化效果與水質預測應用研究[D];青島理工大學;2010年

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8 李蓮芳;人工濕地系統(tǒng)中吸附劑選擇與好氧吸附床處理效果研究[D];中南林業(yè)科技大學;2011年

9 趙贊;人工濕地處理城鎮(zhèn)污水廠尾水深度脫氮實驗研究[D];南京理工大學;2012年

10 陳潤東;智能型生態(tài)廁所的綠色研究和開發(fā)[D];安徽理工大學;2012年

本文編號：2877066