潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-23 11:51
農(nóng)村生活污水中含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),未經(jīng)處理直接排入水體將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的后果。通過對比常見分散污水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),本文選擇將潛流人工濕地應(yīng)用于農(nóng)村生活污水的處理,針對濕地的凈水效果、凈化機(jī)理、工藝類型、影響因素、及模型構(gòu)建等方面展開相應(yīng)研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)采用植物浮床技術(shù)研究喜溫植物和耐寒植物的凈水能力,并對植物根系輸氧和光合作用對凈水效果的影響作出分析。結(jié)果表明:菖蒲和香蒲為春季優(yōu)勢植物,美人蕉為夏季優(yōu)勢植物,石菖蒲和黑麥草為冬季優(yōu)勢植物。同一植物根系的氧氣擴(kuò)散速率(ODR)與根長、根壁厚度、根直徑等因素有關(guān),ODR較大的區(qū)域,微生物數(shù)量也較多,其ODR最大的區(qū)域在根尖區(qū)。植物的凈光合速率Pn和蒸騰速率Tr的相關(guān)系數(shù)為0.961,呈顯著線性相關(guān);有機(jī)物以化學(xué)需氧量(CODcr)表示,其去除率及氨氮(NH4+-N)、總氮(TN)的去除率與凈光合速率Pn呈相似的變化規(guī)律;濕地脫氮效果與凈光合速率Pn呈顯著相關(guān);氨氮的去除效果與蒸騰速率Tr呈極顯著相關(guān)。(2)選用批量平衡法研究基質(zhì)的靜態(tài)吸附除磷性能,并對其吸附除磷動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)作出分析。結(jié)果表明:Langmuir方程...
【文章頁數(shù)】:191 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀及富營養(yǎng)化的危害
1.1.1 農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀
1.1.2 水體富營養(yǎng)化的危害
1.2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)
1.2.1 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)分類
1.2.2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)選擇
1.3 潛流人工濕地技術(shù)
1.3.1 潛流人工濕地的類型和特點(diǎn)
1.3.2 潛流人工濕地的凈化作用
1.3.3 潛流人工濕地的去污機(jī)理
1.3.4 人工濕地系統(tǒng)的工程參數(shù)
1.3.5 人工濕地系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1.4 課題研究的主要內(nèi)容
1.4.1 課題研究的現(xiàn)實(shí)意義
1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 水生植物靜態(tài)凈水效果和氧氣輸導(dǎo)性能研究
2.1 喜溫植物浮床靜態(tài)凈水試驗(yàn)
2.1.1 材料與方法
2.1.2 結(jié)果與討論
2.2 耐寒植物浮床靜態(tài)凈水試驗(yàn)
2.2.1 材料與方法
2.2.2 結(jié)果與討論
2.3 水生植物根系氧氣擴(kuò)散速率
2.3.1 材料與方法
2.3.2 結(jié)果與討論
2.4 水生植物光合特性影響試驗(yàn)
2.4.1 材料與方法
2.4.2 結(jié)果與討論
2.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 人工濕地基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷性能研究
3.1 試驗(yàn)材料
3.2 試驗(yàn)方法
3.2.1 基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷試驗(yàn)
3.2.2 基質(zhì)吸附除磷效果影響因素試驗(yàn)
3.2.3 基質(zhì)吸附除磷動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)試驗(yàn)
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷性能研究
3.3.2 基質(zhì)吸附除磷性能影響因素研究
3.3.3 基質(zhì)吸附除磷動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)研究
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 不同基質(zhì)復(fù)合垂直流人工濕地處理效果對比研究
4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)
4.1.1 試驗(yàn)水樣
4.1.2 試驗(yàn)裝置
4.2 試驗(yàn)方法
4.2.1 單一基質(zhì)動(dòng)態(tài)凈水試驗(yàn)
4.2.2 組合基質(zhì)動(dòng)態(tài)凈水試驗(yàn)
4.2.3 脫氮機(jī)理及影響因素試驗(yàn)
4.2.4 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選的多指標(biāo)正交試驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 單一基質(zhì)復(fù)合流人工濕地凈化效果
4.3.2 組合基質(zhì)復(fù)合流人工濕地凈化效果
4.3.3 復(fù)合流人工濕地脫氮機(jī)理及影響因素
4.3.4 復(fù)合流人工濕地運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)選
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的運(yùn)行試驗(yàn)
5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)
5.1.1 試驗(yàn)進(jìn)水
5.1.2 試驗(yàn)濕地
5.2 潛流人工濕地主要運(yùn)行參數(shù)的影響分析
5.2.1 水力停留時(shí)間對污染物去除率的影響分析
5.2.2 負(fù)荷率對污染物去除速率的影響分析
5.2.3 溫度對污染物去除速率的影響分析
5.3 潛流人工濕地系統(tǒng)污染物沿程變化規(guī)律
5.3.1 潛流人工濕地取樣點(diǎn)設(shè)置
5.3.2 污染物沿程變化規(guī)律
5.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 人工濕地污染物去除動(dòng)力學(xué)模型的探討
6.1 人工濕地的基本動(dòng)力學(xué)模型
6.1.1 衰減模型
6.1.2 一級動(dòng)力學(xué)模型
6.1.3 零級動(dòng)力學(xué)模型
6.1.4 MONOD動(dòng)力學(xué)模型
6.2 人工濕地的生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型
6.2.1 碳循環(huán)子模塊
6.2.2 氮循環(huán)子模塊
6.2.3 儲(chǔ)水量子模塊
6.2.4 溶解氧子模塊
6.2.5 自養(yǎng)微生物子模塊
6.2.6 厭氧微生物子模塊
6.3 人工濕地去污動(dòng)力學(xué)模型的對比
6.3.1 人工濕地模型之間的相異點(diǎn)
6.3.2 人工濕地模型之間的互補(bǔ)性
6.4 人工濕地去污動(dòng)力學(xué)模型的歸一化
6.4.1 人工濕地模型的一般微分方程
6.4.2 人工濕地模型的統(tǒng)一微分方程
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 結(jié)論和展望
7.1 研究結(jié)論
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新內(nèi)容
7.3 后續(xù)研究建議
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外農(nóng)村生活排水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制概況[J]. 李仰斌,張國華,謝崇寶. 中國水利. 2009(05)
[2]微生物在富營養(yǎng)化水體生物修復(fù)中的作用[J]. 鄭煥春,周青. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2009(01)
[3]地下土壤滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水試驗(yàn)分析[J]. 華文才,馮益敏,朱炳泉. 華東交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]潛流人工濕地系統(tǒng)停留時(shí)間分布與N、P濃度空間變化[J]. 楊長明,顧國泉,李建華,鄧歡歡. 環(huán)境科學(xué). 2008(11)
[5]江蘇省太湖流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀分析及防治措施[J]. 王艷艷,孫勇,趙言文. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2008(08)
[6]浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的研究進(jìn)展[J]. 王正軍,杜桂森,洪劍明. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[7]太湖五里湖水生植物群落演替及其驅(qū)動(dòng)因素[J]. 李英杰,年躍剛,胡社榮,胡小貞. 水資源保護(hù). 2008(03)
[8]C/N及氮源形式對潛流式人工濕地脫氮效果的影響[J]. 連小瑩,李先寧,謝祥峰,金秋. 電力環(huán)境保護(hù). 2008(02)
[9]水體富營養(yǎng)化及生物學(xué)控制[J]. 袁志宇,趙斐然. 中國農(nóng)村水利水電. 2008(03)
[10]人工濕地填料的磷吸附特性研究[J]. 李培培,鄭正. 河南科學(xué). 2008(01)
博士論文
[1]不同基質(zhì)對垂直流人工濕地處理效果及堵塞影響研究[D]. 張翔凌.中國科學(xué)院研究生院(水生生物研究所) 2007
[2]垂直潛流人工濕地中污染物去除機(jī)理研究[D]. 葉建鋒.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]人工濕地除磷基質(zhì)篩選及其吸附機(jī)理研究[D]. 趙桂瑜.同濟(jì)大學(xué) 2007
[4]水平潛流人工濕地凈化受污染水體研究[D]. 聞岳.同濟(jì)大學(xué) 2007
[5]高效藻類塘處理農(nóng)村生活污水氮磷去除機(jī)理及工藝研究[D]. 何少林.同濟(jì)大學(xué) 2006
[6]不同營養(yǎng)水平湖泊浮游生物和底棲動(dòng)物群落多樣性的研究[D]. 熊金林.華中科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]復(fù)合生態(tài)塘治理農(nóng)村生活污水應(yīng)用示范研究[D]. 韋慧.昆明理工大學(xué) 2008
[2]人工濕地凈化機(jī)制數(shù)學(xué)模型模擬及應(yīng)用[D]. 朱永青.東華大學(xué) 2007
[3]垂直流人工濕地質(zhì)流輸氧機(jī)理研究及系統(tǒng)模型構(gòu)建[D]. 王鋒德.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[4]滴濾池—人工濕地技術(shù)處理農(nóng)村生活污水應(yīng)用研究[D]. 白永剛.東南大學(xué) 2005
[5]人工濕地系統(tǒng)水力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陸琦.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3647119
【文章頁數(shù)】:191 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀及富營養(yǎng)化的危害
1.1.1 農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀
1.1.2 水體富營養(yǎng)化的危害
1.2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)
1.2.1 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)分類
1.2.2 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)選擇
1.3 潛流人工濕地技術(shù)
1.3.1 潛流人工濕地的類型和特點(diǎn)
1.3.2 潛流人工濕地的凈化作用
1.3.3 潛流人工濕地的去污機(jī)理
1.3.4 人工濕地系統(tǒng)的工程參數(shù)
1.3.5 人工濕地系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1.4 課題研究的主要內(nèi)容
1.4.1 課題研究的現(xiàn)實(shí)意義
1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 水生植物靜態(tài)凈水效果和氧氣輸導(dǎo)性能研究
2.1 喜溫植物浮床靜態(tài)凈水試驗(yàn)
2.1.1 材料與方法
2.1.2 結(jié)果與討論
2.2 耐寒植物浮床靜態(tài)凈水試驗(yàn)
2.2.1 材料與方法
2.2.2 結(jié)果與討論
2.3 水生植物根系氧氣擴(kuò)散速率
2.3.1 材料與方法
2.3.2 結(jié)果與討論
2.4 水生植物光合特性影響試驗(yàn)
2.4.1 材料與方法
2.4.2 結(jié)果與討論
2.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 人工濕地基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷性能研究
3.1 試驗(yàn)材料
3.2 試驗(yàn)方法
3.2.1 基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷試驗(yàn)
3.2.2 基質(zhì)吸附除磷效果影響因素試驗(yàn)
3.2.3 基質(zhì)吸附除磷動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)試驗(yàn)
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 基質(zhì)靜態(tài)吸附除磷性能研究
3.3.2 基質(zhì)吸附除磷性能影響因素研究
3.3.3 基質(zhì)吸附除磷動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)研究
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 不同基質(zhì)復(fù)合垂直流人工濕地處理效果對比研究
4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)
4.1.1 試驗(yàn)水樣
4.1.2 試驗(yàn)裝置
4.2 試驗(yàn)方法
4.2.1 單一基質(zhì)動(dòng)態(tài)凈水試驗(yàn)
4.2.2 組合基質(zhì)動(dòng)態(tài)凈水試驗(yàn)
4.2.3 脫氮機(jī)理及影響因素試驗(yàn)
4.2.4 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選的多指標(biāo)正交試驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 單一基質(zhì)復(fù)合流人工濕地凈化效果
4.3.2 組合基質(zhì)復(fù)合流人工濕地凈化效果
4.3.3 復(fù)合流人工濕地脫氮機(jī)理及影響因素
4.3.4 復(fù)合流人工濕地運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)選
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的運(yùn)行試驗(yàn)
5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)
5.1.1 試驗(yàn)進(jìn)水
5.1.2 試驗(yàn)濕地
5.2 潛流人工濕地主要運(yùn)行參數(shù)的影響分析
5.2.1 水力停留時(shí)間對污染物去除率的影響分析
5.2.2 負(fù)荷率對污染物去除速率的影響分析
5.2.3 溫度對污染物去除速率的影響分析
5.3 潛流人工濕地系統(tǒng)污染物沿程變化規(guī)律
5.3.1 潛流人工濕地取樣點(diǎn)設(shè)置
5.3.2 污染物沿程變化規(guī)律
5.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 人工濕地污染物去除動(dòng)力學(xué)模型的探討
6.1 人工濕地的基本動(dòng)力學(xué)模型
6.1.1 衰減模型
6.1.2 一級動(dòng)力學(xué)模型
6.1.3 零級動(dòng)力學(xué)模型
6.1.4 MONOD動(dòng)力學(xué)模型
6.2 人工濕地的生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型
6.2.1 碳循環(huán)子模塊
6.2.2 氮循環(huán)子模塊
6.2.3 儲(chǔ)水量子模塊
6.2.4 溶解氧子模塊
6.2.5 自養(yǎng)微生物子模塊
6.2.6 厭氧微生物子模塊
6.3 人工濕地去污動(dòng)力學(xué)模型的對比
6.3.1 人工濕地模型之間的相異點(diǎn)
6.3.2 人工濕地模型之間的互補(bǔ)性
6.4 人工濕地去污動(dòng)力學(xué)模型的歸一化
6.4.1 人工濕地模型的一般微分方程
6.4.2 人工濕地模型的統(tǒng)一微分方程
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 結(jié)論和展望
7.1 研究結(jié)論
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新內(nèi)容
7.3 后續(xù)研究建議
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外農(nóng)村生活排水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制概況[J]. 李仰斌,張國華,謝崇寶. 中國水利. 2009(05)
[2]微生物在富營養(yǎng)化水體生物修復(fù)中的作用[J]. 鄭煥春,周青. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2009(01)
[3]地下土壤滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水試驗(yàn)分析[J]. 華文才,馮益敏,朱炳泉. 華東交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]潛流人工濕地系統(tǒng)停留時(shí)間分布與N、P濃度空間變化[J]. 楊長明,顧國泉,李建華,鄧歡歡. 環(huán)境科學(xué). 2008(11)
[5]江蘇省太湖流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀分析及防治措施[J]. 王艷艷,孫勇,趙言文. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2008(08)
[6]浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的研究進(jìn)展[J]. 王正軍,杜桂森,洪劍明. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(03)
[7]太湖五里湖水生植物群落演替及其驅(qū)動(dòng)因素[J]. 李英杰,年躍剛,胡社榮,胡小貞. 水資源保護(hù). 2008(03)
[8]C/N及氮源形式對潛流式人工濕地脫氮效果的影響[J]. 連小瑩,李先寧,謝祥峰,金秋. 電力環(huán)境保護(hù). 2008(02)
[9]水體富營養(yǎng)化及生物學(xué)控制[J]. 袁志宇,趙斐然. 中國農(nóng)村水利水電. 2008(03)
[10]人工濕地填料的磷吸附特性研究[J]. 李培培,鄭正. 河南科學(xué). 2008(01)
博士論文
[1]不同基質(zhì)對垂直流人工濕地處理效果及堵塞影響研究[D]. 張翔凌.中國科學(xué)院研究生院(水生生物研究所) 2007
[2]垂直潛流人工濕地中污染物去除機(jī)理研究[D]. 葉建鋒.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]人工濕地除磷基質(zhì)篩選及其吸附機(jī)理研究[D]. 趙桂瑜.同濟(jì)大學(xué) 2007
[4]水平潛流人工濕地凈化受污染水體研究[D]. 聞岳.同濟(jì)大學(xué) 2007
[5]高效藻類塘處理農(nóng)村生活污水氮磷去除機(jī)理及工藝研究[D]. 何少林.同濟(jì)大學(xué) 2006
[6]不同營養(yǎng)水平湖泊浮游生物和底棲動(dòng)物群落多樣性的研究[D]. 熊金林.華中科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]復(fù)合生態(tài)塘治理農(nóng)村生活污水應(yīng)用示范研究[D]. 韋慧.昆明理工大學(xué) 2008
[2]人工濕地凈化機(jī)制數(shù)學(xué)模型模擬及應(yīng)用[D]. 朱永青.東華大學(xué) 2007
[3]垂直流人工濕地質(zhì)流輸氧機(jī)理研究及系統(tǒng)模型構(gòu)建[D]. 王鋒德.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[4]滴濾池—人工濕地技術(shù)處理農(nóng)村生活污水應(yīng)用研究[D]. 白永剛.東南大學(xué) 2005
[5]人工濕地系統(tǒng)水力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 陸琦.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3647119
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