温室型人工湿地深度处理城市污水的研究

摘要

随着我国人口数量的不断增长以及人们活动范围的不断扩大，水环境问题变得更加突出。根据各项研究表明，现今治理水环境问题所面对的最大考验就是如何更好地改进和优化污水处理工艺，只有优先控制水体中COD、N、P含量，才能有效的提高水环境质量。
　　表面流人工湿地因建设费用少、结构简单、能耗低、管理方便等优点，在工程上受到了很好的应用。但其同样具有一定的缺陷，如:季节变化会对其产生较大的影响作用，温度变化会直接影响到湿地系统内部植物、微生物的生长状态和活性，从而影响到湿地系统对污水的净化效果，特别是在北方低温条件下会使植物提前死亡或进入休眠状态，导致湿地系统对污染物的去除效果显著降低。本试验通过构建温室型人工湿地，对济南市某污水处理厂二级生化(A2/O)处理出水进行深度处理，打破传统人工湿地受季节环境温度影响的局限性，使人工湿地能够四季正常运行，为我国北方低温地区人工湿地受季节性影响的限制提供更好的解决方法。同时，为进一步满足济南市小清河流域范围内的城镇污水处理厂（站）和工业企业执行水污染物区域排放限值，使城市污水排放满足地表水Ⅲ类标准要求提供更加科学有效的方法。
　　本试验结合两种污水处理组合工艺展开，从温室对人工湿地的保温性能、湿地植物的生长状态以及人工湿地系统对污水中COD、氨氮和TP的去污效果入手，研究温室型人工湿地在我国北方地区对城市污水深度处理的运行情况，取得如下结论:
　　(1)根据本课题试验目的和要求，依托当地有利的温室保温条件，构建了温室型人工湿地。研究表明，选取当地的石灰石、石英砂和土壤进行填装作为基质，选取当地湿地中引进的生长较好的水芹菜和水葫芦作为本次试验的湿地植物是可行的。
　　(2)对本试验温室冬季保温效果的研究表明，钢架塑料大棚温室可以保障人工湿地植物的四季生长，有效延缓或打破植物休眠状态;冬季温室可有效提高室内温度和人工湿地系统内水体温度，有利于保障人工湿地内部环境的稳定性;温室内昼夜温差相对较大，在温室上铺盖保温棉被更有利于提高温室的夜晚保温效果。
　　(3)在温室型人工湿地系统植物生长性能的研究中，对温室内水芹菜、水葫芦两种湿地植物的适应性和分株能力进行了对比研究。研究结果表明，水芹菜的适应能力比水葫芦强，水芹菜在夏季高温环境下会出现短暂的休眠状态，分株不明显，其他季节生长都比较旺盛，分株速度较快;水葫芦在冬季和春季出现了较长时间的停滞生长，并伴有叶片枯萎现象，但生长周期都得到了有效延长。因此，通过温室保温可以实现北方寒冷地区湿地植物的四季生长。
　　(4)通过对温室型人工湿地深度处理城市污水效果的研究分析。研究结果表明，本试验中温室型人工湿地系统在最佳HRT为5天的运行情况下，系统对进水COD、氨氮及TP浓度分别为20～36mg/L、1.25～3.25mg/L和0.20～0.35mg/L的条件下，温室型人工湿地全年对其去除率分别可达到50％～71％、54％～76％和45％～67％，出水浓度基本能够满足地表水Ⅲ类标准要求。

目录

声明

摘要

符号说明

1．1 研究背景

1．2 人工湿地技术概述

1．2．1 人工湿地的概念及分类

1．2．2 人工湿地的组成结构

1．2．3 人工湿地的去污机理

1．2．4 人工湿地的研究进展

1．2．5 人工湿地植物的研究进展

1．3 我国人工湿地发展中存在的问题

1．4 温室型人工湿地的提出

1．4．1 温室型人工湿地的概念

1．4．2 人工湿地在冬季低温环境下运行研究进展

1．5 本课题的研究意义及内容

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

第二章 温室型人工湿地系统的构建

2．1 试验系统所在地理位置及其自然环境

2．2 试验系统设计及其构建

2．2．1 装置的设计

2．2．2 装置的结构

2．2．3 取水口的设计

2．2．4 基质的填装

2．2．5 湿地植物的栽培

2．3 试验用水

2．4 检测方法

2．5 人工湿地床基质的选择

2．6 人工湿地植物的选择

2．7 本章小结

第三章 冬季温室保温及其对湿地植物生长性能的影响

3．1 钢架塑料大棚温室的构建及其冬季保温效果

3．1．1 钢架塑料大棚温室的构建

3．1．2 温室的冬季保温效果

3．2 温室内湿地植物的生长状态

3．3 植物适应性对比

3．4 植物分株能力对比

3．5 本章小结

第四章 温室型人工湿地深度处理城市污水效果的研究

4．1 温室型人工湿地的启动与运行

4．2 温室型人工湿地的运行效果

4．2．1 温室型人工湿地最佳HRT的确定

4．2．2 温室型人工湿地在最佳HRT下的运行情况

4．3 温室型人工湿地的可行性探讨

4．4 本章小结

5．1 经济效益分析

6．1 结论

6．2 存在的问题及建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研情况