收藏本站
《东华大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铁-碳酸钙对复合人工湿地生物化学调控研究

赵志淼  
【摘要】:复合人工湿地是一种具有改善氮磷污染物去除效果的生态水处理系统。复合人工湿地存在多种氮磷去除机理,脱氮主要依赖于硝化-反硝化机制,除磷主要依赖于吸附和生物除磷。铁-碳酸钙的投入对系统的物理、化学及生物机制的发挥存在影响。复合人工湿地污染物去除能力的发挥依赖于系统中碳含量和氧含量。为了进一步提高复合人工湿地净水效果,改善系统内碳含量和氧含量供给水平是十分有必要的。本研究在对藻菌共生系统进行探讨的前提下设计一种新型藻塘-人工湿地复合系统,确定新型复合系统水质净化效果与运行机制。使用铁-碳酸钙投放于复合人工湿地系统内,确定其作为生长调节剂对复合人工湿地系统水质净化效果影响及生物化学调控机理。针对磷源、不同氮磷比及不同环境条件下,研究复合人工湿地系统效果改善情况,及生长调节剂投放对水质净化效果影响及生物化学调控。得到如下结果:(1)确定藻菌共生系统内最佳的生长调节剂量(10000 nmol/L Fe3+、5000 nmol/L铁粉和0.2 mg/L碳酸钙粉末)并通过微生物数量、种类及活性的分析对其进行验证。系统内总氮、总磷及BOD5的去除率分别可达99.98%,77.71%和91%。且加铁量可维持装置持续运行20天。铁与碳酸钙均对藻类的生长有促进作用。外加碳酸钙粉末在水解后产生了部分HCO3-,被藻类优先吸收,提高装置内藻类的生物量。铁作为微量元素进行补充,克服水体内铁缺乏的短板,提高装置内藻的生物量。(2)将新设计藻塘-人工湿地复合系统在不同季节条件下,使用低碳氮比污水运行装置,验证其水质净化效果,并探讨其脱氮除磷机理。研究表明装置全年运行均保持较高的水质净化效果,系统的净水效果明显改善依赖于藻塘和人工湿地的联合作用,藻类不仅吸收氮、磷等污染物同时藻类释放氧气、死亡的藻类作为微生物可利用绿色碳源缓解人工湿地由于碳、氧不足而造成的净水效果难提高的问题。(3)使用藻塘-人工湿地复合系统,在不同季节不同温度不同初始加铁剂量情况下,确定碳源补充及变化情况。浅水藻池-人工湿地复合水处理装置为最佳藻塘-人工湿地复合装置,最佳初始加铁量为(1)所述的10倍加铁量(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用浅水藻池-人工湿地复合系统对低碳氮比污水进行水质净化,并设定不同初始加铁剂量,了解装置内铁的变化情况。可知碳源在整个系统中处于动态变化,但夏季时COD浓度最高可增加30 mg/L,且在经过1天的水处理后,TN可全部去除。通过对微生物群落遗传多样性高通量测序结果分析可知,死亡藻类作为微生物可利用绿色碳源更有利于生态水处理装置反硝化作用的发挥。(4)研究了藻塘-人工湿地复合系统中,对氮、磷等污染物去除效果影响明显因素,并对这些因素所引起的生物、化学调控机制所产生的变化进行讨论,从而确定最佳运行条件。最佳的磷去除条件:使用藻塘-人工湿地复合水处理系统,进水初始磷源为PO43-,进水氮磷比为30,HRT为3天,磷去除率可达69.74%,同时保持氮去除可达92.85%。(5)不同类型藻塘-人工湿地复合系统在不同加铁剂量情况下,针对不同氮磷比、不同初始磷源、不同环境条件下的水质净化效果进行研究,以确定最佳复合系统及最佳铁-碳酸钙生长调节剂投放量,确定最佳进水条件、水质改善情况及铁利用连续性。浅水藻池-人工湿地复合水处理系统为最适宜低碳氮比污水装置。其最佳进水条件为:N/P比为30,进水初始磷源为正磷酸盐、铁加入量为(1)所述10倍(5.6mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用浅水藻池型藻塘-人工湿地复合系统并采用间歇式进水作业,模拟污水为N/P比为30,进水初始磷源为正磷酸盐,铁加入量为10倍(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。经过一次加入生长调剂剂后系统可维持5个水质净化周期,第五周期水质TN和TP去除率仍能保持在80.6%和57.3%,出水总铁浓度为0.042 mg/L。综上,本论文系统研究了藻塘内藻类生长和运行的机制;设计了一种新型的藻塘-人工湿地复合生态水质净化系统;揭示了复合系统中铁-碳转化机理以及与之相关的氮去除机制和磷迁移转化规律;并确定了铁-碳酸钙作为生长调节剂对复合系统中氮去除和磷迁移转化规律的影响。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X703

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴亚英;人工湿地在新西兰的应用[J];江苏环境科技;2000年03期
2 阎友华;既改善生态 又节省资金 我国利用人工湿地治污取得成功[J];质量天地;2001年11期
3 陈长太 ,阮晓红 ,王雪;人工湿地植物的选择原则[J];中国给水排水;2003年03期
4 张军,周琪;人工湿地的生态休闲利用与设计[J];四川环境;2004年03期
5 邹友琴;人工湿地及其构建方法研究[J];科技广场;2004年10期
6 杨志焕,葛滢,沈琪,蒋跃平,唐宇力,王华胜,常杰;亚热带人工湿地中配置植物与迁入植物多样性的季节变化[J];生物多样性;2005年06期
7 于涛;吴振斌;徐栋;詹德昊;;潜流型人工湿地堵塞机制及其模型化[J];环境科学与技术;2006年06期
8 崔卫华;卢少勇;陈亮;唐海;;人工湿地中植物的作用与选择原则[J];化工之友;2006年06期
9 艾芸;;生态治污系统——人工湿地[J];湿地科学与管理;2006年03期
10 刘媛;;对城市人工湿地景观的生态性及其设计的探讨[J];江西农业大学学报(社会科学版);2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晓涛;郭宗楼;陆琦;邓莉;;人工湿地的多重效益浅析[A];上海市湿地利用和保护研讨会论文集[C];2002年
2 方志坚;张晓峰;吴燕;徐庆贤;;保护城市人工湿地 建设绿色家园[A];福建省农业工程学会2007年学术年会论文集[C];2007年
3 张哲维;张政权;;人工湿地砌体砖研究与利用[A];四川省水污染控制工程学术交流会论文集[C];2009年
4 李谷;吴恢碧;姚雁鸿;陶玲;曾梦兆;;人工湿地在池塘循环水养殖系统中的应用与研究[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
5 李錦育;;人工湿地对水土保持效益之探讨[A];第八届海峡两岸山地灾害与环境保育学术研讨会论文集[C];2011年
6 侯银矿;;人工湿地中植物净化作用及其影响因素[A];中国植物园(第十四期)[C];2011年
7 蔡明;宗志坚;史志平;黄晓荣;;人工湿地降解湖水有机物和氮效果研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
8 王晓;时应征;赵钰;;耐寒人工湿地植物筛选与应用研究[A];农村污水处理及资源化利用学术研讨会论文集[C];2008年
9 郑国臣;金春久;李青山;李环;金羽;刘崇;;我国人工湿地研究进展及在北方寒冷地区的应用[A];中国水文科技新发展——2012中国水文学术讨论会论文集[C];2012年
10 赵文喜;陶磊;乔婧;;基于层次分析法的人工湿地减排绩效评估指标体系研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 蒋贵有 通讯员 夏德喜;玉溪人工湿地建设全国领先[N];云南日报;2004年
2 ;人工湿地:生态治污的新举措[N];中国水利报;2007年
3 记者 曹丽娟;省会人工湿地年内建成[N];河北日报;2006年
4 记者 何屹;英国创造出最大人工湿地[N];科技日报;2006年
5 张元忠 实习生 胡炼;首建人工湿地治污[N];四川日报;2006年
6 本报记者 温禾;人工湿地走进城区[N];中国建设报;2008年
7 本报特约记者 苏雪;人工湿地扩容园林景观市场[N];中国花卉报;2009年
8 郑渊 张永祥 张枥 记者 陈勇;南部人工湿地日净污水2000吨[N];四川日报;2009年
9 王威克;经营管理及生态系恢复成交流重点[N];中国渔业报;2009年
10 张永祥 张枥 记者 郑渊;人工湿地每天处理污水2000吨[N];南充日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜远达;南四湖流域典型人工湿地植物资源化研究[D];山东大学;2015年
2 王倩;人工湿地植物根系泌氧影响污染物去除的机制研究[D];山东大学;2015年
3 孟盼盼;陶粒基人工湿地处理生活污水及新型陶粒的开发研究[D];山东大学;2015年
4 李东亚;工业聚集区面源污染特征及人工湿地控制机理研究[D];华南理工大学;2015年
5 任丽君;多级耦联人工湿地净污效能及其在水生态净化中的应用研究[D];南京大学;2013年
6 郑于聪;污染河水的人工湿地净化特性及植物作用原理研究[D];西安建筑科技大学;2016年
7 高燕;电解强化人工湿地脱氮除磷过程与机理研究[D];南京大学;2017年
8 王玮;水平潜流人工湿地强化脱氮的技术及其机制研究[D];东华大学;2017年
9 赵志淼;铁-碳酸钙对复合人工湿地生物化学调控研究[D];东华大学;2017年
10 杨旭;微污染饮用水源人工湿地预处理效能与作用机理研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁厚胜;山东省典型人工湿地的调查与分析[D];中国海洋大学;2011年
2 史敏;图们江流域人工湿地生态系统服务价值研究[D];延边大学;2015年
3 张欢;人工湿地对生活污水的净化研究及影响因素分析[D];河北工程大学;2015年
4 陈珊;小规模污水净化型人工湿地水景营造研究[D];西南交通大学;2015年
5 宋爱红;强化脱氮人工湿地处理分散养猪冲洗水特性研究[D];长安大学;2015年
6 苗莹;ABR-功能分区型人工湿地强化TN去除区处理分散养猪废水试验研究[D];长安大学;2015年
7 曹婷婷;人工湿地不同工艺对重金属的去除研究[D];长安大学;2015年
8 刘凡;以削减城市径流负荷为目标的人工湿地系统设计与研究[D];西南交通大学;2015年
9 杜晨;表流-水平流复合人工湿地对高污染河水的净化[D];西安建筑科技大学;2015年
10 许鹏;人工湿地模拟系统磷去除条件及效果研究[D];华中农业大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026


丁香五月 啪综合