【摘要】：人工濕地污水處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)和城市雨水徑流處理等非點源污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而,目前的污水處理理論通常建立在穩(wěn)態(tài)條件的基礎(chǔ)上,對于進(jìn)水水量、水質(zhì)變動的非穩(wěn)態(tài)條件下的污水處理目前仍缺乏完善的基礎(chǔ)理論和研究方法。因此,分析非穩(wěn)態(tài)條件對人工濕地污染物去除的影響機制,探索非穩(wěn)態(tài)條件下人工濕地污染物去除規(guī)律,對促進(jìn)人工濕地在面源污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。論文以水平折流人工濕地和豎向折流人工濕地為研究對象,在前期非穩(wěn)態(tài)多點示蹤劑流態(tài)試驗的基礎(chǔ)上,通過各典型非穩(wěn)態(tài)條件下人工濕地有機物去除效能試驗,分析了非穩(wěn)態(tài)下人工濕地的水流規(guī)律及其對除污反應(yīng)動力學(xué)的影響機制,將非穩(wěn)態(tài)水動力學(xué)特征與除污一級生化反應(yīng)動力學(xué)耦合,建立了基于停留時間分布的人工濕地有機物去除模型,并對模型進(jìn)行了參數(shù)率定、驗證和分析。試驗結(jié)果表明,豎向折流人工濕地與水平折流人工濕地在5倍單峰、8倍單峰、5倍雙峰三種水量沖擊和初始沖刷特征的非穩(wěn)態(tài)進(jìn)水條件下,有機物去除效果良好,CODCr、TOC、DOC的次平均出水濃度EMC值分別小于40mg.L-1、20mg.L-1、17mg.L-1,水平折流人工濕地對有機物指標(biāo)的次平均去除率均大于50%,豎向折流人工濕地對有機物指標(biāo)的次平均去除率均大于48%。CODCr的次平均出水濃度EMC值均能達(dá)到地表水環(huán)境V類水質(zhì)(GB3838-2002)標(biāo)準(zhǔn)和城市綠化雜用水(GB/T18920-2002)及河道類觀賞性景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18921-2002)。相同非穩(wěn)態(tài)條件下,水平折流人工濕地有機物次平均去除率高于豎向折流人工濕地,但豎向折流濕地面積負(fù)荷率更高;從抗沖擊負(fù)荷看,水平折流人工濕地出水污染物濃度穩(wěn)定時間短,抗沖擊負(fù)荷能力更強。兩種人工濕地污染物的出水濃度過程均受進(jìn)水水量和水質(zhì)變化的雙重影響,但水量的沖擊較水質(zhì)的波動對出水污染物濃度變化的影響更為顯著。建立了人工濕地基于停留時間分布的污染物去除模型,用于模擬非穩(wěn)態(tài)條件下人工濕地的污染物出水濃度過程(出水濃度隨時間的變化)。模型的數(shù)學(xué)概念為人工濕地出水濃度隨時間變化的列向量C(t)等于停留時間分布矩陣X與一級反應(yīng)動力學(xué)列向量F(t)的乘積。模型主要參數(shù)為濕地的停留時間分布C????與一級反應(yīng)速率常數(shù)?k(d-1)。其中停留時間分布C????可由RTD分布CSTRs+PFD并聯(lián)模型計算。當(dāng)模型參數(shù)取值為速率常數(shù)?k=5.63d-1,RTD分布參數(shù)z=0.324,f=0.890,n=2.2,D=0.279時,水平折流人工濕地基于停留時間分布的DOC去除模型能良好地預(yù)測出水DOC濃度在各非穩(wěn)態(tài)過程中的變化;當(dāng)模型參數(shù)取值為?k=1.40d-1,RTD分布參數(shù)z=0.631、f=0.849、n=1.6、D=0.110時,豎向折流人工濕地基于停留時間分布的DOC去除模型也能良好地預(yù)測出水DOC濃度在非穩(wěn)態(tài)過程中的變化。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：2777450