人工濕地基質(zhì)堵塞形成機(jī)制、作用效能及防治技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 10:20
人工濕地污水生態(tài)處理技術(shù)具有基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、美化景觀和維持生態(tài)平衡等優(yōu)點(diǎn),在村鎮(zhèn)生活廢水處理、流域水環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然而,由于設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)的不足,當(dāng)前人工濕地技術(shù)在大型工程應(yīng)用中普遍存在基質(zhì)堵塞現(xiàn)象,引起水流場(chǎng)分布不均,有效體積降低,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)表面漫流現(xiàn)象,造成蚊蠅滋生,最終會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此,解決人工濕地基質(zhì)堵塞問題是實(shí)現(xiàn)濕地可持續(xù)運(yùn)行的重要保障。針對(duì)人工濕地基質(zhì)堵塞問題,本論文對(duì)比研究不同類型固體累積對(duì)濕地水力學(xué)特征和污染物去除效率的影響,解析基質(zhì)堵塞影響濕地運(yùn)行效果的作用機(jī)理;分析碳源驅(qū)動(dòng)下基質(zhì)堵塞形成過程中累積固體的物化特征,揭示有機(jī)-無機(jī)固體間的協(xié)同作用機(jī)制;基于濕地填料和堵塞物質(zhì)持水性能差異,開發(fā)基質(zhì)堵塞電法探測(cè)技術(shù),建立堵塞程度與視電阻率間的反演模型;最后,提出超聲處理堵塞防治技術(shù),并闡明超聲處理不同類型固體堵塞的作用機(jī)理。取得主要結(jié)論如下:(1)明確了基質(zhì)堵塞的水力學(xué)特征影響。有機(jī)固體可直接阻斷水流通道,此外有機(jī)-無機(jī)固體協(xié)同累積可形成低密度的堵塞物質(zhì),相比于單純的無機(jī)固體累積,單位質(zhì)量有機(jī)-無機(jī)固體水力學(xué)阻力顯著增加。隨著系統(tǒng)運(yùn)行...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:163 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
新薛河人工濕地水質(zhì)凈化工程
濕地基質(zhì)滲透系數(shù)測(cè)定通常采用常水頭滲透系數(shù)法和變水頭滲透系數(shù)法,這兩種??測(cè)定方法的基礎(chǔ)都是達(dá)西定律(公式1-1),即滲透速率與多孔介質(zhì)橫截面積和水??壓差成正比,與滲流路徑長(zhǎng)度成反比(圖1-5)。??<=r>=???測(cè)試管?丨?丨產(chǎn)?? ̄T??填料Ah??m??圖1-5滲透系數(shù)測(cè)定原理圖??Figure?1-5?Schematic?diagram?of?hydraulic?conductivity?measurement??8??
的方法得到去除,又考慮到有機(jī)累積固體在水流影響上發(fā)揮的重要作用,一系列??基于減少有機(jī)累積固體的防治技術(shù)被提出;此外,還有部分技術(shù)通過改變累積固??體在系統(tǒng)內(nèi)的分布和結(jié)構(gòu)等方式直接減輕基質(zhì)堵塞的水力學(xué)影響(圖1-7)。??植物設(shè)計(jì)優(yōu)化??、前處理工藝/?構(gòu)造優(yōu)化y??……I—一一:?'一?????,/間綱就:I有量機(jī)化固技體術(shù)減IV、f?--.??;植物收害丨1.'/^?r-?降低堵塞物質(zhì)??/?V?^?.?水力學(xué)影響??---/-.N??\增溶劑處理\、、、、匕-化技術(shù)」??'、、;瘎┨幚恚?逼料清洗」?????—?_??圖1-7堵塞防治技術(shù)及其作用原理??Figure?1-7?Techniques?of?substance?clogging?control?and?its?mechanism??1.4.1工藝優(yōu)化??(1)前處理工藝??大量研宄表明懸浮物負(fù)荷越高,基質(zhì)堵塞周期越短,為保證潛流濕地的長(zhǎng)期??穩(wěn)定運(yùn)行,我國《人工濕地設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求水平潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)低于??30?g/(m2_d),垂直潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)低于80?g/(m2‘d),而著名濕地專家??Vymazal教授近期指出,為有效預(yù)防基質(zhì)堵塞問題,潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)控制??在10g/(m2_d)以內(nèi),化學(xué)需氧量(COD)負(fù)荷應(yīng)小于20g/(mM)[ll),72,73]。常見的??前處理工藝有沉淀池、穩(wěn)定塘等,隨著對(duì)潛流濕地進(jìn)水懸浮物負(fù)荷要求的不斷提??高
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]甲烷厭氧氧化協(xié)同硝酸鹽還原菌群馴化及其群落特征[J]. 薛松,張夢(mèng)竹,李琳,劉俊新. 環(huán)境科學(xué). 2018(03)
[2]城市污水處理廠Candidatus Accumulibacter的菌群結(jié)構(gòu)及定量分析[J]. 張麗敏,曾薇,王安其,張潔,彭永臻. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]超聲對(duì)凈水沉淀污泥絮體特性及對(duì)污泥回流效能的影響[J]. 鄔艷,楊艷玲,李星,周志偉,蘇兆陽,郭璇. 中國環(huán)境科學(xué). 2014(05)
[4]廢水處理的實(shí)用高級(jí)氧化技術(shù) 第一部分──各類高級(jí)氧化技術(shù)的原理、特性和優(yōu)缺點(diǎn)[J]. 方景禮. 電鍍與涂飾. 2014(08)
[5]超聲氧化處理對(duì)碳纖維表面性能的影響[J]. 魏楠,王經(jīng)文. 機(jī)械工程材料. 2011(11)
[6]人工濕地防堵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 白佳琦,張穎. 工業(yè)水處理. 2011(06)
[7]Clogging processes caused by biofilm growth and organic particle accumulation in lab-scale vertical flow constructed wetlands[J]. ZHAO Lianfang1,2,ZHU Wei1,2,TONG Wei1 1.College of Environmental Science and Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China.2.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes,Ministry of Education of China,Nanjing 210098,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[8]超聲處理對(duì)剩余污泥的粒徑和溶出物的影響[J]. 喻艷菁,丁國際,邱慧琴,王涌,焦正. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[9]高密度電法不同裝置的勘探效果對(duì)比[J]. 馬志飛,劉鴻福,葉章,楊建軍. 物探裝備. 2009(01)
[10]潛流濕地系統(tǒng)防堵塞設(shè)計(jì)及運(yùn)行措施探討[J]. 張帆,陳曉東,常文越,袁英蘭,張華,李雄勇,趙薇. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2009(01)
碩士論文
[1]基于季節(jié)變化與收割研究蘆葦根系泌氧在濕地污染物去除中的作用[D]. 劉臣.山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3264608
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:163 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
新薛河人工濕地水質(zhì)凈化工程
濕地基質(zhì)滲透系數(shù)測(cè)定通常采用常水頭滲透系數(shù)法和變水頭滲透系數(shù)法,這兩種??測(cè)定方法的基礎(chǔ)都是達(dá)西定律(公式1-1),即滲透速率與多孔介質(zhì)橫截面積和水??壓差成正比,與滲流路徑長(zhǎng)度成反比(圖1-5)。??<=r>=???測(cè)試管?丨?丨產(chǎn)?? ̄T??填料Ah??m??圖1-5滲透系數(shù)測(cè)定原理圖??Figure?1-5?Schematic?diagram?of?hydraulic?conductivity?measurement??8??
的方法得到去除,又考慮到有機(jī)累積固體在水流影響上發(fā)揮的重要作用,一系列??基于減少有機(jī)累積固體的防治技術(shù)被提出;此外,還有部分技術(shù)通過改變累積固??體在系統(tǒng)內(nèi)的分布和結(jié)構(gòu)等方式直接減輕基質(zhì)堵塞的水力學(xué)影響(圖1-7)。??植物設(shè)計(jì)優(yōu)化??、前處理工藝/?構(gòu)造優(yōu)化y??……I—一一:?'一?????,/間綱就:I有量機(jī)化固技體術(shù)減IV、f?--.??;植物收害丨1.'/^?r-?降低堵塞物質(zhì)??/?V?^?.?水力學(xué)影響??---/-.N??\增溶劑處理\、、、、匕-化技術(shù)」??'、、;瘎┨幚恚?逼料清洗」?????—?_??圖1-7堵塞防治技術(shù)及其作用原理??Figure?1-7?Techniques?of?substance?clogging?control?and?its?mechanism??1.4.1工藝優(yōu)化??(1)前處理工藝??大量研宄表明懸浮物負(fù)荷越高,基質(zhì)堵塞周期越短,為保證潛流濕地的長(zhǎng)期??穩(wěn)定運(yùn)行,我國《人工濕地設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求水平潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)低于??30?g/(m2_d),垂直潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)低于80?g/(m2‘d),而著名濕地專家??Vymazal教授近期指出,為有效預(yù)防基質(zhì)堵塞問題,潛流濕地懸浮物負(fù)荷應(yīng)控制??在10g/(m2_d)以內(nèi),化學(xué)需氧量(COD)負(fù)荷應(yīng)小于20g/(mM)[ll),72,73]。常見的??前處理工藝有沉淀池、穩(wěn)定塘等,隨著對(duì)潛流濕地進(jìn)水懸浮物負(fù)荷要求的不斷提??高
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]甲烷厭氧氧化協(xié)同硝酸鹽還原菌群馴化及其群落特征[J]. 薛松,張夢(mèng)竹,李琳,劉俊新. 環(huán)境科學(xué). 2018(03)
[2]城市污水處理廠Candidatus Accumulibacter的菌群結(jié)構(gòu)及定量分析[J]. 張麗敏,曾薇,王安其,張潔,彭永臻. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]超聲對(duì)凈水沉淀污泥絮體特性及對(duì)污泥回流效能的影響[J]. 鄔艷,楊艷玲,李星,周志偉,蘇兆陽,郭璇. 中國環(huán)境科學(xué). 2014(05)
[4]廢水處理的實(shí)用高級(jí)氧化技術(shù) 第一部分──各類高級(jí)氧化技術(shù)的原理、特性和優(yōu)缺點(diǎn)[J]. 方景禮. 電鍍與涂飾. 2014(08)
[5]超聲氧化處理對(duì)碳纖維表面性能的影響[J]. 魏楠,王經(jīng)文. 機(jī)械工程材料. 2011(11)
[6]人工濕地防堵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 白佳琦,張穎. 工業(yè)水處理. 2011(06)
[7]Clogging processes caused by biofilm growth and organic particle accumulation in lab-scale vertical flow constructed wetlands[J]. ZHAO Lianfang1,2,ZHU Wei1,2,TONG Wei1 1.College of Environmental Science and Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China.2.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes,Ministry of Education of China,Nanjing 210098,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[8]超聲處理對(duì)剩余污泥的粒徑和溶出物的影響[J]. 喻艷菁,丁國際,邱慧琴,王涌,焦正. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[9]高密度電法不同裝置的勘探效果對(duì)比[J]. 馬志飛,劉鴻福,葉章,楊建軍. 物探裝備. 2009(01)
[10]潛流濕地系統(tǒng)防堵塞設(shè)計(jì)及運(yùn)行措施探討[J]. 張帆,陳曉東,常文越,袁英蘭,張華,李雄勇,趙薇. 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2009(01)
碩士論文
[1]基于季節(jié)變化與收割研究蘆葦根系泌氧在濕地污染物去除中的作用[D]. 劉臣.山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3264608
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