本文選題：人工濕地　切入點：鐵　出處：《東華大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：復(fù)合人工濕地是一種具有改善氮磷污染物去除效果的生態(tài)水處理系統(tǒng)。復(fù)合人工濕地存在多種氮磷去除機理,脫氮主要依賴于硝化-反硝化機制,除磷主要依賴于吸附和生物除磷。鐵-碳酸鈣的投入對系統(tǒng)的物理、化學(xué)及生物機制的發(fā)揮存在影響。復(fù)合人工濕地污染物去除能力的發(fā)揮依賴于系統(tǒng)中碳含量和氧含量。為了進一步提高復(fù)合人工濕地凈水效果,改善系統(tǒng)內(nèi)碳含量和氧含量供給水平是十分有必要的。本研究在對藻菌共生系統(tǒng)進行探討的前提下設(shè)計一種新型藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng),確定新型復(fù)合系統(tǒng)水質(zhì)凈化效果與運行機制。使用鐵-碳酸鈣投放于復(fù)合人工濕地系統(tǒng)內(nèi),確定其作為生長調(diào)節(jié)劑對復(fù)合人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化效果影響及生物化學(xué)調(diào)控機理。針對磷源、不同氮磷比及不同環(huán)境條件下,研究復(fù)合人工濕地系統(tǒng)效果改善情況,及生長調(diào)節(jié)劑投放對水質(zhì)凈化效果影響及生物化學(xué)調(diào)控。得到如下結(jié)果:(1)確定藻菌共生系統(tǒng)內(nèi)最佳的生長調(diào)節(jié)劑量(10000 nmol/L Fe3+、5000 nmol/L鐵粉和0.2 mg/L碳酸鈣粉末)并通過微生物數(shù)量、種類及活性的分析對其進行驗證。系統(tǒng)內(nèi)總氮、總磷及BOD5的去除率分別可達99.98%,77.71%和91%。且加鐵量可維持裝置持續(xù)運行20天。鐵與碳酸鈣均對藻類的生長有促進作用。外加碳酸鈣粉末在水解后產(chǎn)生了部分HCO3-,被藻類優(yōu)先吸收,提高裝置內(nèi)藻類的生物量。鐵作為微量元素進行補充,克服水體內(nèi)鐵缺乏的短板,提高裝置內(nèi)藻的生物量。(2)將新設(shè)計藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng)在不同季節(jié)條件下,使用低碳氮比污水運行裝置,驗證其水質(zhì)凈化效果,并探討其脫氮除磷機理。研究表明裝置全年運行均保持較高的水質(zhì)凈化效果,系統(tǒng)的凈水效果明顯改善依賴于藻塘和人工濕地的聯(lián)合作用,藻類不僅吸收氮、磷等污染物同時藻類釋放氧氣、死亡的藻類作為微生物可利用綠色碳源緩解人工濕地由于碳、氧不足而造成的凈水效果難提高的問題。(3)使用藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng),在不同季節(jié)不同溫度不同初始加鐵劑量情況下,確定碳源補充及變化情況。淺水藻池-人工濕地復(fù)合水處理裝置為最佳藻塘-人工濕地復(fù)合裝置,最佳初始加鐵量為(1)所述的10倍加鐵量(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L鐵粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用淺水藻池-人工濕地復(fù)合系統(tǒng)對低碳氮比污水進行水質(zhì)凈化,并設(shè)定不同初始加鐵劑量,了解裝置內(nèi)鐵的變化情況�？芍荚丛谡麄�系統(tǒng)中處于動態(tài)變化,但夏季時COD濃度最高可增加30 mg/L,且在經(jīng)過1天的水處理后,TN可全部去除。通過對微生物群落遺傳多樣性高通量測序結(jié)果分析可知,死亡藻類作為微生物可利用綠色碳源更有利于生態(tài)水處理裝置反硝化作用的發(fā)揮。(4)研究了藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng)中,對氮、磷等污染物去除效果影響明顯因素,并對這些因素所引起的生物、化學(xué)調(diào)控機制所產(chǎn)生的變化進行討論,從而確定最佳運行條件。最佳的磷去除條件:使用藻塘-人工濕地復(fù)合水處理系統(tǒng),進水初始磷源為PO43-,進水氮磷比為30,HRT為3天,磷去除率可達69.74%,同時保持氮去除可達92.85%。(5)不同類型藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng)在不同加鐵劑量情況下,針對不同氮磷比、不同初始磷源、不同環(huán)境條件下的水質(zhì)凈化效果進行研究,以確定最佳復(fù)合系統(tǒng)及最佳鐵-碳酸鈣生長調(diào)節(jié)劑投放量,確定最佳進水條件、水質(zhì)改善情況及鐵利用連續(xù)性。淺水藻池-人工濕地復(fù)合水處理系統(tǒng)為最適宜低碳氮比污水裝置。其最佳進水條件為:N/P比為30,進水初始磷源為正磷酸鹽、鐵加入量為(1)所述10倍(5.6mg/L Fe3+,2.8 mg/L鐵粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用淺水藻池型藻塘-人工濕地復(fù)合系統(tǒng)并采用間歇式進水作業(yè),模擬污水為N/P比為30,進水初始磷源為正磷酸鹽,鐵加入量為10倍(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L鐵粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。經(jīng)過一次加入生長調(diào)劑劑后系統(tǒng)可維持5個水質(zhì)凈化周期,第五周期水質(zhì)TN和TP去除率仍能保持在80.6%和57.3%,出水總鐵濃度為0.042 mg/L。綜上,本論文系統(tǒng)研究了藻塘內(nèi)藻類生長和運行的機制;設(shè)計了一種新型的藻塘-人工濕地復(fù)合生態(tài)水質(zhì)凈化系統(tǒng);揭示了復(fù)合系統(tǒng)中鐵-碳轉(zhuǎn)化機理以及與之相關(guān)的氮去除機制和磷遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律;并確定了鐵-碳酸鈣作為生長調(diào)節(jié)劑對復(fù)合系統(tǒng)中氮去除和磷遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703

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本文編號：1663183