基于偶联式人工湿地的城镇污水厂尾水同步脱氮除磷研究

摘要

本研究采用偶联式人工湿地处理城镇污水厂尾水，提高人工湿地内部组成环境，形成高效互利的脱氮除磷系统。偶联式湿地由垂直潜流—水平潜流组成，试验选用羊肝石、砾石、砂砾作为基质填料，芦苇、茭白、菖蒲为试验植物。
　　实验进行了48 h静态吸附实验，对氮、磷在基质中的吸附效果进行分析。利用三种常用的吸附动力学模型对静态吸附试验结果进行分析。本试验主要从两方面研究偶联式人工湿地处理污水厂尾水的效果：（1）分析氨氮、TN、TP、COD等主要污染物的去除率；（2）在温度和pH变化时，污染物的去除率所受到的影响，确定人工湿地的最佳控制条件。通过上述方法，试验得出以下结论：
　　（1）基质经过48h的静态吸附试验，分为四组：羊肝石、砂砾、砾石、按一定配比各组，TP去除率分别为25.17％、68.88%、52.35%、61.56%，TN去除率分别为17.26%、31.07%、23.11%、26.80%。砂砾组对磷和氮的吸附作用效果强于羊肝石和砾石，按一定配比组，中和了砂砾与砾石的优点，脱氮除磷效果相比较好，同时与砂砾组相比，更加稳定。
　　（2）选用3种吸附动力学模型对TN、TP去除效果进行拟合。根据相关系数，TP均达到显著水平，可以判断出磷的吸附过程中，存在影响因子反应速率、扩散因子等因素。TN的相关系数值较小，显著性水平均较低，结合人工湿地中氮的去除原理，主要通过微生物作用去除，基质的吸附作用脱氮的比率很低，静态吸附试验结果说明在TN的去除过程中，基质吸附去除作用进行脱氮的比重较小。
　　（3）经人工湿地处理后的出水中各污染物浓度为COD5~12 mg/L、氨氮0.1~0.5 mg/L、TN7.5~20 mg/L、TP0.3~0.7 mg/L，出水各污染物平均值为COD8 mg/L、氨氮0.3 mg/L、TN11 mg/L、TP0.54 mg/L。除 TP基本可以达到一级A标准外，其他指标均可稳定达到一级A标准。
　　（4）温度变化对人工湿地中各污染物去除率有一定影响，呈现正相关关系，各个污染物最适处理温度为：COD15~25℃，氨氮17~22℃，TN20~25℃，TP17~22℃；pH变化对脱氮除磷影响分析，氨氮、TN去除率与 pH呈负相关，规律较明显，pH先降低后增高，氨氮、TN去除率呈现先增高后降低。TP去除率整体呈现与pH值正相关，特别是9~10月，pH值出现拐点处，TP去除率出现同样拐点，但规律并不明显。

目录

声明

1 绪论

1.1 我国氮磷污染现状及城镇污水厂尾水处理

1.2 人工湿地概述

1.3 国内外研究现状及应用

1.4 本论文主要研究内容及特色创新

2 试验设计与方法

2.1 试验湿地设计主要参数

2.2 试验运行方案设计

2.3 水质检测方法

2.4 试验准备

3 试验基质理化性能分析

3.1 基质的理化性能

3.2 静态吸附试验

3.3 吸附动力学模型

3.4 小结

4 偶联式人工湿地脱氮除磷效果

4.1 污染物的去除效果分析

4.2 温度变化对人工湿地处理效果影响分析

4.3 pH变化对脱氮除磷影响分析

4.4 小结

5 结论及建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

致谢