亚热带丘陵区人工湿地系统对农村污水的治理研究

摘要

近年来，由于农业面源污染引起的水环境污染问题日益引起人们的关注，大量的未经处理的农村污水的随意排放造成了河流和湖泊的严重富营养化。而人工湿地作为一种成本低、易操作、处理效果好的污水处理技术，被广泛应用于面源污染的防控治理中。绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）是一种多年生沉水或浮水草本植物，氮磷(NP)吸收能力强，对高氨氮(NH4+-N)具有较强的耐受性。目前，关于绿狐尾藻治理农村污水的报道多为短期室内模拟试验，而有关野外绿狐尾藻湿地对高负荷农村污水长期实地应用的工程报道相对较少。基于此，本文通过野外控制试验和定位试验相结合的方法，通过监测进出水中NH4+-N、TN、TP和COD的浓度变化，分析人工湿地对各污染物的去除效果，通过测定植物NP积累量和底泥NP含量的时空变化，解析污染物去除的主要途径;通过测定水体中pH、DO和Eh的动态变化，探明影响绿狐尾藻湿地污染物去除的关键环境因子，以期为优化人工湿地实地工程应用提供科学依据。本论文得出主要结论如下: 1、绿狐尾藻湿地系统对农村生活污水去除能力研究 在人工湿地中种植植物可显著提高湿地系统的TN、TP和COD的去除效率，与无植物系统相比，湿地系统种植绿狐尾藻可提高TN去除率的33.5％，TP去除率的40.1％，COD去除率的34.5％;绿狐尾藻湿地对农村生活污水TN、TP、COD的平均去除率分为80.9％、93.4％、79.3％，显著高于杂草系统的61.8％、79.3％、53.8％(p＜0.05);绿狐尾藻吸收的NP累积量显著高于杂草(p＜0.05),因此，绿狐尾藻更适合作为湿地植物来处理农村生活污水。 2、组合模式湿地系统对农村生活污水去除效果研究 各植物组合湿地对TN、TP、COD去除率范围分别在89.8％～97.8％、54.7％～81.3％、61.7％～96.3％之间，其中，铜钱草组合对TN去除效果最好，梭鱼草组合对TP去除效果最佳，芋头组合对COD去除效果最好;梭鱼草和黑三棱组合NP积累能力显著高于其它4种植物组合(p＜0.05)。 3、绿狐尾藻湿地技术对高负荷农村污水治理中的应用 绿狐尾藻湿地系统对养殖废水和农村生活污水均有很好的去除效果，养殖废水湿地出水NH4+-N、TN、TP、COD均可达到中国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准，农村生活污水湿地出水除TP外均可达一级A标准;植物吸收和底泥吸附是湿地系统NP去除的重要途径，分别占养殖废水和生活污水湿地系统NP去除的21.6％、22.8％、18.7％、62.7％和30.9％、33.4％、21.8％、55.5％;养殖废水湿地和生活污水湿地TN、TP浓度与Eh、DO显著负相关(p＜0.01)，与pH显著正相关(p＜0.01），各环境因子间也呈显著相关关系。

目录

摘要

第一章绪论

1．2国内外研究现状

1．2．2人工湿地污水处理技术的起源与发展

1．2．3人工湿地污水污染物去除机理

1．3研究目标、研究内容和技术路线

1．3．2研究内容

1．3．3技术路线

1．4人工湿地技术处理废水中的问题和不足

第二章材料与方法

2．2．2组合模式湿地系统对农村生活污水去除效果研究

2．2．3绿狐尾藻湿地技术在农村高负荷污水治理中的应用

2．3样品采集与分析

2．3．2植物样的采集与测定

2．4．2植物NP积累量计算

第三章绿狐尾藻湿地系统对农村生活污水去除能力研究

3．1．2植物NP含量变化

3．1．3植物NP积累量变化

3．2污染物去除效果

3．3本章小结

第四章组合模式湿地系统对农村生活污水去除效果研究

4．2组合模式植物NP积累量变化

4．3组合模式对污染物的去除

4．4本章小结

第五章绿狐尾藻人工湿地在高负荷农村污水治理中的应用

5．1．1养殖废水绿狐尾藻吸收特征

5．1．2生活污水绿狐尾藻吸收特征

5．2底泥吸附特征

5．3湿地系统污染物去除效果

5．3．1养殖废水湿地污染物浓度变化

5．3．2生活污水湿地污染物浓度变化

5．3．3污染物去除效果分析

5．4．1植物吸收对NP去除的贡献

5．4．2底泥吸附对NP去除的贡献

5．5污染物去除效果与环境因子间的相关性分析

5．6本章小结

第六章主要结论与展望

6．2研究的特点及创新点

参考文献

附录

致谢

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