复合人工湿地磷去除效果及过程分析研究

摘要

城镇污水处理是城市建设发展的重要组成部分之一。而人工湿地具有众多优点，如投资低、运行管理方便、对水量和水质变化适应能力强等，因此在城镇污水治理中有着突出的应用前景。水体中磷的含量是导致水体富营养化的重要指标之一。对于城市污水处理及人工湿地的发展来说，如何高效率去除污水中的磷都有至关重要的影响。因此，研究复合人工湿地在处理城镇污水过程中的磷的去除效果及其去除过程，对于人工湿地工程应用及城镇污水处理均具有重要的现实意义。
　　论文以复合人工湿地为研究载体，以生活污水为研究对象，考察了人工湿地在一定有机物去除的基础上，污水中磷元素去除分布的平衡；与此同时，系统分析了常规指标对人工湿地中磷元素去除的影响；明确了磷元素在此复合人工湿地的去除平衡，评价了人工湿地关键组成部分如基质、植物等除磷的作用。取得主要研究结论如下：
　　①复合人工湿地对磷元素具有较好的去除效率。在此复合人工湿地运行的一年中，湿地A组平均去除率为60.78％，湿地B组平均去除率为65.6%。从整体上， TP去除呈现波形浮动的变化规律，在试验前期，TP的去除率较高，之后出现先下降后上升再下降的趋势。在试验中后期，TP去除率在50%到80%的范围内呈波形变化。通过对总磷在此复合人工湿地的沿程变化分析，在人工湿地前1/3段总磷去除效果较为明显，去除率最高可达75%。在人工湿地后2/3段去除率约为25%，主要是保证湿地的出水水质的稳定。
　　②污水中的可溶性总磷、颗粒磷、可溶性无机磷及可溶性有机磷在复合人工湿地中有较明显的去除效果，沿程变化与 TP相似。湿地可溶性 TP去除率40%~92%；颗粒磷去除率在67%~100%；可溶性无机磷去除率在50%~97%；可溶性有机磷去除率在50%~100%。
　　③复合人工湿地常规指标在一定条件下影响着TP的去除。复合人工湿地的出水 COD、TN去除率与 TP的去除率有着相应的变化，其平均去除率分别在50.9%~99.7%和29.6%~94.0%。湿地A组的COD、TN去除效果较B组理想。湿地关于pH值和DO值随TP的去除率无显著差异。湿地ORP值对磷的去除有一定的影响。复合人工湿地的进出水水温随TP去除率变化非常明显。
　　④湿地 A组三个反应器中基质的平均总磷含量为611.30g，占进水 TP的37.4%。湿地B组三个反应器中平均总磷含量为462.10g，占进水TP的28.2%。对湿地植物进行为期一年的观察发现，黄花鸢尾适应人工湿地环境的能力较强，风车草对污水处理能力较强，出水的TP含量较低。湿地A组反应器植物平均全磷含量为154.08g，占进水TP的9.41%。湿地B组反应器植物平均全磷含量为210.12g，占进水TP的12.84%。
　　⑤复合人工湿地系统中磷存在着不同的降解途径，其各部分除磷效果不同。系统出水约占30.91%~37.95%，基质蓄积的总磷约占28.2%~37.4%，植物吸收积累的总磷约占9.4%~12.8%，其他途径流失和损失的总磷约占15.3%~28.0%。复合人工湿地系统中除磷的主要降解途径是基质的吸附及蓄积作用、植物的吸收作用。

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1 绪 论

1.1课题的研究背景及目的意义

1.2 人工湿地除磷国内外研究现状

1.3 人工湿地基质对污水磷的作用

1.4 人工湿地植物对污水磷的作用

1.5常规指标对磷的去除的影响

1.6课题研究内容及技术路线

2 试验材料与方法

2.1复合人工湿地试验装置的构建

2.2 试验用水

2.3复合人工湿地中植物和基质选择

2.4试验设计与方法

2.5 水质指标中磷的的测定方法

2.6 基质含磷的测定方法

2.7 植物磷含量的测定方法

3 复合人工湿地系统污水中磷的去除效果

3.1污水TP的去除情况

3.2 污水中可溶性TP的去除情况

3.3 污水中颗粒磷的去除情况

3.4 污水中可溶性无机磷的去除情况

3.5 污水中可溶性有机磷的去除情况

3.6 污水进、出水各部分磷的比较

3.7 本章小结

4 复合人工湿地中常规指标对除磷的影响研究

4.1 COD对除磷的影响

4.2 TN对除磷的影响

4.3 pH对除磷的影响

4.4溶解氧对除磷的影响

4.5 ORP对除磷的影响

4.6温度对除磷的影响

4.7 本章小结

5 复合人工湿地中磷的降解及物质平衡研究

5.1复合人工湿地中基质磷含量分析

5.2复合人工湿地中植物磷含量分析

5.3 总磷在复合人工湿地中的平衡分布

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2有待进一步研究的问题

致谢

参考文献