设施农业雨水利用与营养液废液处理的试验研究

摘要

在设施农业迅速发展的今天,如何解决设施农业的水资源问题显得十分迫切，雨水利用是解决设施农业水资源问题的重要途径之一。此外，设施农业中无土栽培的发展也带来了一些问题，比如直接排放的营养液废液会污染环境、影响生态平衡，因此排放前需经过适当净化处理。
　　本论文结合示范基地实际情况，以期为设施农业雨水利用和营养液废液处理提供依据和技术支持。
　　本论文首先研究了雨水径流水质随降雨历时的变化情况：通过对示范基地5场降雨监测分析表明，连栋温室室顶的雨水径流水质受前期晴天数、当地大气污染状况、降雨强度、降雨历时等因素影响，每场次降雨水质都略有不同。各水质指标随降雨历时的变化规律是：随降雨历时的延长，各水质指标呈减少趋势，后趋于平缓。连栋温室室顶雨水径流中电导率、pH、浊度、总氮、总磷、大肠菌群、铁和锌平均浓度分别为37.8μs/cm、5.8、10.5NTU、6.74mg/L、0.045mg/L、1160cfu/L、798.61μg/L和740.38μg/L，硼、铬、铜、镉和铅含量很低。
　　本论文其次研究了雨水作为设施农业水源的处理试验：示范基地内连栋温室室顶收集、储存的雨水水质较好，各种污染物含量低，超滤法处理后出水完全能满足无土栽培水源要求；上海城区屋面雨水水质比示范基地的雨水水质差，不宜直接超滤处理，经砂滤预处理后，浊度和大肠杆菌得到明显去除，但大肠杆菌需进一步去除，经超滤处理后，大肠杆菌去除率达到99％以上，且处理后水中大肠杆菌在10cfu/L左右。
　　本论文最后研究了营养液废液的处理试验：通过混凝-砂滤组合工艺、混凝-砂滤-超滤组合工艺和电絮凝-超滤组合工艺处理实验探索，混凝-砂滤组合工艺对营养液废液的浊度和大肠杆菌的去除效果较好，其去除率分别为90.59%和54.32%；混凝-砂滤-超滤组合工艺对营养液废液中污染物的的浊度和大肠杆菌的去除效果更好，对大肠杆菌的去除率可达99.99%以上，处理出水后的浊度平均为0.29NTU；电絮凝-超滤组合工艺处理营养液废液的效果最好，在电流密度为1.78mA/cm2、电解时间为30min的条件下，电絮凝-超滤组合工艺对大肠杆菌、总磷、总氮和TOC的去除率分别为99.88%、99.76%、47.59%和28.72%。
　　雨水利用和营养液废液处理符合我国现代农业节能减排、建设两型社会的需求，具有较大的意义。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 设施农业雨水利用的研究背景与意义

1.3 雨水利用的国内外研究现状

1.4 营养液废液处理的研究背景与意义

1.5 营养液废液处理的国内外研究现状

1.6 论文主要研究内容及技术路线

第2章 示范基地雨水的收集与监测

2.1 现场概况

2.2 示范基地雨水水质特征

2.3 结果与分析

2.4 本章小结

第3章 雨水作为设施农业水源的试验研究

3.1 设施农业用水水质要求

3.2 崇明温室雨水作为设施农业水源的试验研究

3.3 城市屋面雨水作为设施农业水源的试验研究

3.3 本章小结

第4章 设施农业营养液废液处理的试验研究

4.1 混凝-砂滤、混凝-砂滤-超滤工艺处理营养液废液的试验研究

4.2 电絮凝-超滤工艺处理营养液废液的试验研究

4.3 本章小结

第5章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢