两种复合垂直流人工湿地处理生活污水的研究

摘要

目前可利用的淡水资源在逐渐减少，传统生化处理工艺虽然效果较好，但处理成本高，使得生活污水的处理率低，而人工湿地处理生活污水系统具有成本低、净化效果好、景观价值高的特点，成为今后研究的趋势。本文利用筛选的植物，建立了复合垂直流人工湿地(IVCW)系统及改进型复合垂直流人工湿地(IIVCW)系统。通过对两种不同构型人工湿地植物生长情况、生活污水净化效果、基质酶活性空间分布的研究，探寻运行模式较好、净化效果较佳的复合垂直流人工湿地构型和植物组合方式；分析了基质酶活性与污水净化效果的相关性，初探复合垂直流人工湿地的净化机理，为应用人工湿地处理生活污水提供理论依据和实践经验。主要研究结果如下：
　　 (1)水生植物筛选试验结果表明大水剑、太阳草、水罗兰的生长状况都很好，株高、鲜重增长都非常明显，对TP、COD、TN的净化效果都很好。最后选择了太阳草、大水剑作为人工湿地备用植物。
　　 (2)人工湿地植物生长状况都很好，均无养分缺乏病症。两种构型间植物生长略有差异，除IVCW中美人蕉株高、分株数大于IIVCW中的美人蕉外，其余三种植物均是IIVCW构型中的生长状况比IVCW中的好。
　　 (3)相同构型条件下，不同植物组合的人工湿地处理系统对污水的净化效果不同。与不种植物的人工湿地系统相比，种植植物的人工湿地系统净化效果普遍优于不种植物的湿地系统，其中以彩叶草—太阳草组合的湿地系统净化效果优于美人蕉—大水剑组合的。
　　 (4)两种构型人工湿地对污水都具有较好的净化效果。在相同植物组合条件下，在去除有机污染物(COD)、脱氮(NH4-N、NO3-N、TN)方面均是IIVCW的去除效果要好于IVCW的。而对TP的去除则是IVCW的去除效果要好于IIVCW。
　　 (5)人工湿地基质上层的磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性最高。同一构型人工湿地中，彩叶草—太阳草植物组合的酶活性普遍较美人蕉—大水剑植物组合的高。其中磷酸酶与脲酶活性变化规律为：上层(0～5cm)高于中层(5～15cm)，中层高于下层(15～25cm)；而过氧化氢酶活性变化规律为：上层高于下层，下层高于中层。
　　 (6)通过对上层基质酶活性与污水净化效果进行相关性分析，可以看出，基质磷酸酶活性与TP去除率之间存在极显著正相关(r=0.9975)；基质脲酶活性与TN、COD的去除率呈显著正相关(分别r=0.9712，0.9592)。
　　 综合上述研究结果，可以看出，IIVCW构型净化效果优于IVCW；彩叶草—太阳草组合的净化效果优于美人蕉—大水剑组合，为探寻净化效果较佳的复合垂直流人工湿地构型和植物组合方式提供实验支持。

目录

文摘

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论文说明：符号说明

声明

前言

第一章材料与方法

1.1水生植物筛选的材料与方法

1.1.1供试水草

1.1.2其他供试材料

1.1.3供试生活污水

1.1.4试验方法

1.1.5测定项目和方法

1.2中生植物筛选的材料与方法

1.2.1供试中生植物

1.2.2试验方法

1.3两种复合垂直流人工湿地研究的材料与方法

1.3.1两种复合垂直流人工湿地的结构设计

1.3.2供试人工湿地池

1.3.3基质种类

1.3.4植物种类

1.3.5供试水质

1.3.6两种复合垂直流人工湿地系统的工艺流程

1.3.7两种复合垂直流人工湿地的运行方式

1.3.8植物株高、分株数的分析

1.3.9水样采集、分析项目及方法

1.3.10基质的采集、分析项目及方法

第二章结果与分析

2.1人工湿地植物筛选的结果与分析

2.1.1水生植物的筛选

2.1.2中生植物筛选

2.1.3小结

2.2人工湿地植物生长情况的结果与分析

2.2.1植物株高的比较

2.2.2人工湿地中植物分株数比较

2.2.3小结

2.3人工湿地净化效果的结果与分析

2.3.1 COD的去除率比较

2.3.2脱氮的效果

2.3.3 TP的去除率比较

2.3.4 pH变化的比较

2.3.5电导率变化的比较

2.3.6小结

2.4酶的空间分布的结果与分析

2.4.1磷酸酶酶活性空间分布

2.4.2脲酶活性空间分布

2.4.3过氧化氢酶活性空间分布

2.4.4小结

2.5人工湿地酶活性与净化效果的相关性的结果与分析

2.5.1磷酸酶活性与TP的相关性分析

2.5.2脲酶活性与TN、COD的相关性分析

2.5.3过氧化氢酶活性与COD的相关性分析

2.5.4小结

第三章讨论

3.1两种复合垂直流人工湿地净化效果

3.1.1有机物(COD)去除、脱氮

3.1.2 TP的去除率

3.2两种复合垂直流人工湿地酶活性的空间分布

3.3两种复合垂直流人工湿地酶活性与净化效果的相关性

第四章结论、展望、创新点

4.1结论

4.2研究展望

4.3论文创新点

参考文献

附录地表水环境质量标准 GB3838-2002

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况