美人蕉浮床技术去除临江河氮、磷的动态试验研究

摘要

本论文以重庆市科委科技攻关项目——三峡库区次级河流河口及回水区域污染演化反应及其控制的试验研究(CSTC,2006AB7020)、科技部国际合作项目《三峡库区水环境污染过程控制与安全保障技术研究》(2007DFA90660)和重庆市自然科学基金(CSTC,2008BB7305)为依托，在前期研究工作的基础上，根据临江河污染现状，通过在临江河的现场动态模拟试验，研究了植物浮床技术对污染河水的净化效果及规律，论文的主要研究内容及成果如下：
　　 ①在美人蕉植物浮床系统内，DO浓度是沿程逐渐降低的，在一天当中，系统内DO浓度在16：00左右达到最高值，17：00后系统内DO浓度开始下降。
　　 ②美人蕉浮床在不同水力负荷条件下运行，在本试验运行条件下，当水力负荷在0.8 m3/(m2·d)左右时，对TN、TP具有较好的去除效果，平均去除率分别为53.15％和47.50％。
　　 ③在不同温度段下进行试验，可以得出NH3-N和TN的去除效果与温度正相关。TP和COD的去除效果很类似，在本试验条件下，当温度在28℃以前，TP和COD的去除率与温度具有很好的相关性，随着温度的升高，两者相关性变得不显著，两者的去除率并没有随温度升高而明显升高。
　　 ④浮床系统串联运行，在一定程度上增加了系统的长度，降低了单位面积浮床的负荷量。但在串联浮床系统中，对污染物的去除效果影响却不尽相同。在本试验中串联系统提高了对氮素的去除，但对TP、COD的去除效果提高不明显。
　　 ⑤对美人蕉进行地上部分收割以后，浮床系统在收割后10天，对NH3-N、TN、TP、COD的去除率即可恢复到58％、51.55％、38.58％、45.16％。说明美人蕉在重污染河水中具有较好的适应性和耐污性。
　　 ⑥试验后期对美人蕉进行收割，产量为29kg/m2，相较于陆生美人蕉来说，浮床系统生长的美人蕉具有很大的生物量。美人蕉组织内，氮磷含量分别为1.96％(干重)、0.312％(干重)。并且地上部分氮、磷元素含量高于地下部分2.91％(干重)＞1.34％(干重)、0.337％(干重)＞0.242％(干重)。
　　 ⑦利用衰减方程理论对浮床系统内氮、磷、COD进出水浓度进行了初步探讨，得出了污染物进出水浓度之间的简单关系。
　　 研究结果表明，美人蕉植物浮床可以有效的去除重污染河流中的N、P、COD等污染物质，运行稳定，并且具有很好的经济效益和环境效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.1.1河流污染现状

1.1.2污染河流的植物修复技术

1.2植物浮床技术综述

1.2.1植物浮床的定义

1.2.2植物浮床的净化机理

1.2.3植物浮床的选择原则和设计原则

1.3问题的提出

1.4研究的目的和意义

1.5研究内容

2研究对象和试验方法

2.1研究对象

2.1.1试验场地位置

2.1.2气候条件

2.1.3临江河污染状况

2.2试验材料和方法

2.2.1试验装置和流程

2.2.2试验植物

2.2.3试验水质

2.2.4试验分析指标与测试方法

3试验结果与分析

3.1植物生长情况

3.2植物浮床系统内DO的分布规律

3.2.1试验目的

3.2.2试验设计

3.2.3 DO沿程变化

3.2.4 DO浓度在深度的变化和日变化规律

3.3不同水力负荷对植物浮床去除效果的影响

3.3.1试验方法

3.3.2试验结果与分析

3.3.3小结

3.4不同温度对植物浮床去除效果的影响

3.4.1试验目的

3.4.2试验方法

3.4.3试验结果与分析

3.4.4小结

3.5多级串联植物浮床对营养盐的去除效果分析

3.5.1试验目的

3.5.2试验方法和装置

3.5.3试验结果分析

3.5.4小结

3.6植物收割对去除效果的影响

3.6.1试验目的

3.6.2试验结果分析

3.6.3小结

3.7植物中氮磷含量的测定

3.7.1材料和方法

3.7.2试验结果分析

3.7.3植物收割的可行性

3.7.4本章小结

4浮床系统污染物去除的数学模式分析

4.1植物浮床污染物的物料平衡计算

4.1.1植物浮床中氮的物料平衡

4.1.2植物浮床中磷的物料平衡

4.2浮床系统污染物的衰减方程

4.3方程的试验值与计算值的比较

4.4本章小结

5美人蕉植物浮床的效益分析

5.1美人蕉植物浮床的环境效益

5.2美人蕉植物浮床的经济效益

5.2.1美人蕉花色素的应用

5.2.2美人蕉块茎在食品生产中的应用

6结论和建议

6.1结论

6.2建议

致 谢

参考文献

附 录