碳源与植物组合对人工湿地净化生活污水中氮、磷的影响

摘要

为研究不同碳源及添加比例对于氮的去除率的影响，通过选取鹅卵石、沸石、蛭石和砂砾四种基质进行过柱实验，研究不同基质对于氮、磷等物质的去除率，筛选出最适宜作为人工湿地基质的材料，再通过添加稻草杆和玉米秸秆作为外加碳源，并分别按照0.5、1和2kg·m-2的比例加入已选基质实验柱中，比较不同碳源和不同添加比例下对氮、磷等物质的净化效果，筛选出合适的碳源比例。最后，选取美人蕉和风车草作为湿地植物，分别加入稻草杆和玉米秸秆，以研究人工湿地在不同植物、碳源和碳源比例的情况下对氮、磷等物质的去除率，选出一套最优组合，使得出水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189198-2002)一级标准A标准。通过实验得出以下结论:
　　(1)不同种类的基质对于人工湿地的净化效果不同，当进水碳氮比达到5∶1时，在不添加碳源的情况下，鹅卵石、沸石、蛭石和砂砾四种基质的氮的去除率顺序分别是鹅卵石＜砂砾＜沸石＜蛭石;磷的去除率顺序则是鹅卵石＜蛭石＜沸石＜砂砾;对于COD的去除率则是鹅卵石＜砂砾＜蛭石＜沸石。
　　(2)在进水碳氮比约为2∶1时，添加稻草、玉米秸秆能够提高人工湿地对生活污水中N、P的去除率，添加稻草的去除率比添加玉米的去除率更好，且添加比例为1kg·m-2时效率达到最高。
　　(3)不同种类的植物和碳源组合影响湿地氮、磷等元素的去除率，风车草对于湿地的净化效果好于美人蕉，风车草并加入为1kg·m-2的稻草对于湿地的净化效果最佳。

目录

声明

摘要

缩写及符号说明

1 前言

1．1 水环境现状

1．2 氮污染的危害

1．3 氮的去除方法

1．4 人工湿地概述

1．5 人工湿地的类型

1．5．1 表面流型人工湿地

1．5．2 潜流型人工湿地

1．5．3 垂直流人工湿地

1．6 人工湿地的构成

1．6．1 湿地植物

1．6．2 湿地基质

1．7 人工湿地除氮机理

1．8 人工湿地的其他应用

1．8．1 磷的去除

1．8．2 其他物质的去除

1．9 人工湿地除氮现存问题

1．10 研究目的与意义

1．11 技术路线

2 材料与方法

2．1 进水水质

2．2 过柱实验方法

2．2．1 实验柱设计

2．2．2 筛选基质材料

2．2．3 筛选基质运行方式

2．2．4 碳源材料

2．2．5 碳源材料处理

2．2．6 筛选碳源运行方式

2．3 模拟人工湿地方法

2．3．1 人工湿地设计

2．3．2 人工湿地材料

2．3．3 人工湿地运行方式

2．3．4 样品采集和保存

2．4 样品测定方法

2．4．1 水样pH、氧化还原电位(ORP)的测量

2．4．3 水样总氮(T-N)5测定方法

2．4．4 水样总磷(T-P)测定方法

2．4．5 水样化学需氧量(CODCr)测定方法

2．4．6 基质测定pH、ORP

2．4．7 基质全氮测定

2．4．8 植物样全氮测定

2．5 数据处理

3．1 基质筛选

3．1．1 不同基质对于出水pH的影响

3．1．2 不同基质对于出水氧化还原电位(ORP)的影响

3．1．3 不同基质对于出水中铵态氮(NH4+-N)去除的影响

3．1．4 不同基质对于出水中总氮(TN)的影响

3．1．5 不同基质对于出水中总磷(TP)的影响

3．1．6 不同基质对于出水中CODCr的影响

3．2 碳源筛选

3．2．1 不同碳源对于出水氧化还原电位(ORP)的影响

3．2．2 不同碳源对于出水中铵态氮(NH4+-N)去除的影响

3．2．3 不同碳源对于出水中总氮(TN)的影响

3．2．4 不同碳源对于出水中总磷(TP)的影响

3．2．5 不同碳源对于出水中CODCr的影响

3．3 模拟人工湿地实验

3．3．1 不同组合对于出水氧化还原电位(ORP)的影响

3．3．2 不同组合对于出水中铵态氮(NH4+-N)去除率的影响

3．3．3 不同组合对于出水中总氮(TN)的影响

3．3．4 不同组合对于出水中总磷(TP)的影响

3．3．5 不同组合对于出水中CODCr的影响

3．3．6 不同组合对于植物干重的影响

3．3．7 不同组合对于植物总氮(TN)的影响

3．3．8 不同组合对于基质pH的影响

3．3．9 不同组合对于基质氧化还原电位(ORP)的影响

3．3．10 不同组合对于基质总氮(TN)的影响

4 讨论

4．1 不同基质对于污水；争化的影响

4．2 不同碳源对于污水；争化的影响

4．3 不同组合对于污水净化的影响

4．4 结论

参考文献

致谢

附录