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西南大学硕士学位论文摘要 过程。 本研究得到国家自然科学基金项目“人工湿地废水处理中有机污染物降解及其机理研究” ( 2 0 4 7 7 0 3 3 ) 和重庆市自然科学基金重点项目( c 泐0 0 4 b a - 7 0 1 9 ) 资助。 关键词:废水处理潜流人工湿地含碳有机物十二烷基苯磺酸钠挥发性脂肪 酸 西南大学硕士学位论文abslri之act r e m o v a lo f c a r b o n c o n t a i n i n go 玛a n i c m a t t e r s i nt h es u b s u r f a c ef l o wc o n s t r u c t e dw e t l a n d s a n da 骶c t i n gf a c t o r s p o s t 铲a d u a t em a j o r i n gi ne n v i r o n m e n t a ls c i e n c e :w a n gh u a j i e m e n t o r :p r o f h u a n gy u m i l l g a bs t r a c t t l h eo r g 如i cm a t t e ri nw a t e rh 舔a :1 w a y sa t 仃a c t e dt h ea 仕t i o do f 把s e 砌e 塔g e n e r a l l y t h e t o t a lo r g ;l n i cc a r b 衄c ) m e s 五f o mm t u r a l 加d 柚t h r o p i c 峨s e 锄i fi ti sn o td h c y 麟p 0 璐i b l ef o rd a n g 哪h l 珊柚h e a l t h ,i t sd e t 饥n i n a t i o ni si l p o r t 蛆tf o rv 一叽s 啪t e rb o 咄l t n t r j 【b u t e ss 谵n j 丘c 孤t l yt oa c i d i t yo fw a t e 璐t h r o u g ho 唱a l l i ca c i d s ,b i o l o g i c a la c 石啊t i 髂t h m u g ht h e a b s o r p t i o no fh g h t ,a n dw a t e rc h e i i l i s 仃yt h r o u g ht h e m p l e x a t i o no fm e t a l s 缸l dp m d u c t i o no f c 缸c i n o g e n i cc o m p o u n d sw i t hd 山i i n e i i la d d i t i o n ,b yf 细i n go 珞a n i c m p l e x e s ,o 唱a n i c r b o n c a ni n n u 曲c e 肌t r i 钮ta v a i l a b i l i t ) ,姐d n 昀lt h e l u b i l 时柚dt 0 】【i c 时o fc o n t 扰血柚t s ,1 1 l i ss i l b j e c te v a l u a t e st h ee 侬埘o fh ) r d r a u h c1 0 a d 吨m t e 叫) ,a s p e c tf a t i o ,蓼柚l l l 缸 m e d i 岫s i z e ,s e 勰o na n dw a t e rd e p t l lo nt h ef a t eo f l b c o n t a i n i n go 唱锄j cm a t t e 塔i na p n o t s c a l e 蛐b 灿渤丑o wc 0 璐帆c t e dw e t l 蛆d s ( s s f ) o v 盯a 阿o d0 f2y e a 巧e m p h 勰i sw a s p l a c e do nt h cc 丘c c to fc h 缸a c t e r i s t i o fi l l c 衄血gw 弱t e w a t e ro n - b c t 岫go r g a i l i cm a t t e 璐 陀m o v a l 蛆di t sm e c h a n i s m t h em a i n 坞s u n sa 他勰f 0 u 岫g : 1 w a t e rs 觚l p l e sc o u e c t e d 丘d ms e p t 2 0 0 5t os e p t 2 0 0 7 、耽砖姐a l l y z e d ,a v e r a g er e s l d t s s h 佗dt h a tt h ep i l o t - s c a l es u b s f a c o n s t m c t e dw e t l 姐d ss y s t e mr e i 玳) v e d7 ,1 6 ,6 3 ,7 3 、 6 5 孤d8 7 ,o ft n ,t p ,c o d ,b o d 姐dt s s ,陀s p e c t i v e l y n eb e dw i n ll o ww a t e r 1 e v e l 柚d 血e rg n v e l ss h o w e d9 0 0 d 芦渤皿柚c el l l l d e ro p t _ i n l u mc o n d i t i o 璐、i t ha3 - d 瓯i n 、砌c h1 0 t n ,1 9 t p ,6 7 t o c ,8 9 3 t s s 册丑o v a lc 衄b e 他a c h e d 2 h y d r a l l l i c1 0 a d 咄n t e 呷埘姐ds e 觞o na r em a j o rh c t o r si nc o n 咖u i n gt h ep 拍皿姐c c o fc o n s t n i c t e dw e 蛆d ss y s t e m ,嘣b i l ea s p e c tr a t i o ,w a t 盯d e p t h 缸d 孕姐u l a rm e d i u ms i z eh a v e d e 缸e f b c to nt h er e m o v a lo fc o n t 啦i n 卸t si nt h e 加g eo f0 p e r a t i o n a l n d i t i o n st e s t e d t h e s e a s o nc a u ds i 印i 丘c 姐ts t a t i s t i c a ld i f 6 e r e n c e si nt h ea v e r a g ee f u t1 o c n c 衄t i o n s 根茎 叶 茎。叶茎浓度比值,与报道的范围:1 o 1 9 类似。根叶浓度比值变化较大:c u 和 c r 比值分别为1 5 和5 4 。地下地上植物组织浓度比值变化范围从2 2 ( c u ) 到3 2 ( c r ) , 平均值为9 9 。 1 - 3 2 填料作用研究 填料的优化能够增加基质的吸附容量,所选用的基质通常具有很强的选择吸附 性,其吸附过程的主要机理是化学吸附( 包括离子交换吸附) ,由于化学吸附是单分子 吸附掣7 1 ,因此,当吸附达到饱和基质就会失去吸附能力,从而降低去除效果。故 填料优化选择仅能作为一种辅助手段,不具有长效性。 由于填料在人工湿地中对污染物的去除起着不可忽视的作用,因此近年来,研 究者对人工湿地填料的优化选择进行了一系列研究。孙家寿等人【鸺】研制了天然沸 石复合剂用于处理含磷废水,结果表明,磷的去除率大于9 8 。成水平等人【4 9 1 利 用花岗岩、砂石、土壤三者按照一定比例混合后作为填料处理城镇污水,研究结 果证实出水水质达到国家地面水质i 、类标准,但氨氮浓度略高于m 类水。同济 大学周琪等人【5 0 】研究了沸石、沸石石灰石、石灰石三种填料的人工湿地处理污水 的能力,结果证实,沸石、沸石石灰石两块人工湿地对氨氮去除效果较好。崔理 华等人1 5 l 】利用煤灰渣作为填料的垂直流人工湿地处理化粪池出水,结果显示总磷 的去除率达7 5 9 2 。吴振斌等【5 2 】认为硝化反硝化作用广泛存在于基质中,硝化 作用表现出一定的空间规律,但反硝化作用的空间差别很小。袁东海等【5 3 5 4 】研究 表明,矿渣、粉煤灰有很好的除磷效果,蛭石、黄褐土和下蜀黄土次之,沸石和 砂子的去除效果较差。磷的理论饱和吸附量依次为矿渣 粉煤灰 蛭石 表土 下蜀 黄土 沸石 砂子。磷的净化能力依次为矿渣 粉煤灰 蛭石 表土 下蜀黄土 沸石 砂子。 伽砌等人【明研究了c w 中三种不同基质g 泐f 毋弘咒如d 咖彳脚幼 【u ! c a 】,点却口冗d 钳p e ,所8 口以妇旧( 轻质膨胀聚合粘土u ! c a 【细填料和粗填料】, 膨胀的珍珠岩,沙子) 对含苯氧基乙酸化合物的去除效果。结果表明,u ! 删含 苯氧基乙酸化合物具有高吸附性能,其次是珍珠岩,沙子不能吸附;同时,较细 粒径的u ! c a 较粗粒径有着更高的效率。在大规模使用中,较小粒径的填料可能影 响水力传导率。v e z 等人【5 6 j 研究了人工湿地组合系统对校舍生活废水的处理效 果,组合系统包括两个轻型聚合物的潜流过滤池:一个两室的垂直流人工湿地和 一个水平潜流人工湿地,总面积4 3 2 m 2 :对校舍废水具有显著的净化作用,对b o d 7 、 t s s 、t p 、t n 、n h 4 n 的平均去除率分别为9 1 、7 8 、8 9 、6 3 、7 7 ,平均 9 西南大学硕士学位论文文献综述 出水浓度分别为5 5 ,7 0 ,o 4 ,1 9 2 蛆d9 1 m g l ,满足爱沙尼亚水法( t h ew a t e ra c l 0 fe s t o i l i a ) 中的废水处理排放标准。鼬f f 加口甩等人【5 7 】研究了不同的装填策略对过滤 床净化污水的影响,所口s 妇,谢等人【弼】研究了垂直流人工湿地中炉渣和砾石对生活 污水中污染物的去除;d 7 切等【5 9 】研究了电弧熔炉铁渣和蛇纹岩对磷的高效去除能 力,认为它们作为填料在湿地应用中会有很好的前景;励s 加泥研【6 0 】等研究了香蒲、 芦苇等三种植物碎石床湿地系统的脱氮能力,提出不同植物很可能导致季节性脱 氮能力的不同。觑【6 1 】研究了九种湿地填料对磷的吸收能力,研究表明,炉渣对硝 的吸收能力最强。 1 3 3 微生物作用研究 微生物是人工湿地生态系统的主要分解者,其生存依赖于环境,同时其生命 活动和新陈代谢产物对系统环境也产生极大的影响1 6 2 】。湿地环境中的微生物多样 性是整个系统正常运行的关键,而目前对湿地系统中微生物组成方面所做的研究 工作还很少。 跏p c 忌础等人1 6 3 】现场研究了c w 处理氯苯污染的地下水,阐明了氯苯在湿 地系统中的迁移过程:孤。陀阼等人【叫研究了湿地微生物群落对尿素的转化。尿素 转化为铵是土壤和水中n 循环的一个重要过程。研究了沉积物、浮游生物及附生 植物的微生物的尿素转化过程,发现沉积物中尿素的转化能力是附生植物的1 0 0 倍。s 蛔印胡等人1 6 5 】研究了厌氧泻湖和c w 用于家畜废水处理。 栅时等人【蛔 研究了在两个用于二级和深度处理的全规模水平潜流c w 中,通过5 个月的监测 评估了微观生物群体的组成和分布。结果显示总的微观动物群体在c i w 处理初始 流入废水中是高于c w 处理二级流入废水的5 倍。纤毛原生动物和微观鞭毛虫是 c w 中最重要的微观动物群体;废水中有机物的种类与微观动物群体的数量同样 重要,这有助于解释c w 中微观动物群体的动态变化。乃e 跏口等人【明研究了在自 由表面流c w 中植物密度和微生物成分对水质的影响。结果显示,通过遗传多样 性指数( 舶口咒咒伽耽口唧觑缸奶确定了在c w 中植物密度为5 0 下的微生物多样 性明显高于植物密度为1 0 0 。说明合适的植物密度可以促进形成微生物群体多 样性,有利于分解水中的化学污染物并能改善水质。g m c 批等人【醴】评价了c w 处 理废水回用对公众健康的意义,认为大肠杆菌作为水质量的评价不能完全代表病 原体。跏等人【6 9 l 研究了种植和未种植植物的潜垂直流c i w 对细菌( 西曲已厂触f c z c d 坛f d 纪zc d 蜘瑚及肠球菌、异样细菌) 的去除效果。分析了进、出水中以及不同 深度水样、基质中的细菌。结果表明,种植和未种植植物的c w 在去除效率上并 没有显著性的差异。仅仅是基质样中的肠球菌在主要过滤层有显著性差异。 砌如脚万等人【7 0 】比较研究了在北卡罗莱州c w 构建前后蚊子的数量,通过三年的 1 0 西南大学硕士学位论文 文献综述 分析结果认为月份是一个显著性的因素;并且证实c w 构建前后蚊子的数量并没 有显著性的升高。吴振斌等人1 7 1 】研究了不同组合c w 系统、不同水力负荷的条件 下( 0 6 ,o 8 ,1 0m 3 m 2d 1 ) 对浮游动物群体结构的影响,同时考察了在相同水力 负荷下季节变化的影响,结果显示,不同组合系统在水力负荷o 8l n 3m 2d 1 条件 下对浮游动物群体结构的影响更加有效。相比于冬季,春季、夏季和秋季的影响 更加显著,另外,秋季的影响最为显著。相比于好氧厌氧塘、上型流、水平流 下型流及水平流湿地床,下型流湿地床对浮游动物的影响更加显著。 一1 4 本研究的目的及内容 1 4 1 研究目的 本研究在库区城镇建立了人工湿地污水处理系统,目的在于: ( 1 ) 阐明人工湿地处理效果与水力负荷、长宽比、填料大小及水位的关系; 取得湿地系统长期运行的详细资料; ( 2 ) 优化含碳有机物去除最佳工况条件; ( 3 ) 初步探讨废水入水特性对人工湿地中含碳有机物去除的影响。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 通过长期监测不同水力学负荷及不同工艺参数下人工湿地进出口水中含 碳有机物浓度,对监测数据进行统计处理、分析;评估人工湿地系统对含碳有机 物的处理效果,分析影响人工湿地中含碳有机物去除的影响因素; ( 2 ) 通过优化工艺及设计参数,选定对含碳有机物去除效果最佳的工况条件; ( 3 ) 通过研究入水特性,分析其对人工湿地中含碳有机物的影响机理; ( 4 ) 通过测定进出口水中电子受体、沿程溶解氧和氧化还原,研究人工湿地 生境条件的季节性变化。 参考文献 【1 】张锡辉水环境修复工程学原理与应用【m 】北京:化学工业出版社环境 科学与工程出版中心2 0 0 2 【2 】国家环保局2 0 0 5 年中国环境状况公报【r 】北京:国家环保局,2 0 0 6 【3 】w i t h e r sp ja ,i d r dei a 鲥c u l t u r a ln u t r i e n ti n p u t st or i v e r s 觚dg r o u n d w a t c r i nt l l eu k : p o l i c y , e n v 的衄e n t a lm a n a g e m e n ta n dr e s 砌n e e d s t h e s c i e n c eo ft l l et b t a le n v i r o 衄e n t ,2 0 0 2 ,2 8 2 2 8 3 :9 2 4 【4 】徐翠莲城市生活污水生物脱氮技术福建环境,1 9 9 8 ,( 1 0 ) :1 6 2 2 【5 】孙亚敏,董曼玲,汪家权内源污染对湖泊富营养化的作用及对策合肥 西南大学硕士学位论文文献综述 工业大学学报( 自然科学版) ,2 0 0 0 ,2 3 ( 动:2 1 0 - 2 1 4 【6 】郑平,徐向阳,胡宝兰编著新型生物脱氮理论与技术【m 】科学出版社, 2 0 0 4 【7 】国家环境保护局科技标准司编湖泊污染控制技术指南【m 】北京:中国 环境科学出版社1 9 9 7 【8 】唐受印等编著废水处理工程【m 】北京:化学工业出版社,2 0 0 2 :2 2 1 2 2 2 【9 】丁忠浩主编有机废水处理技术及应用【m 】北京:化学工业出版社,2 0 0 2 , 2 9 3 2 9 4 【1 0 】李军,杨秀山,彭永臻微生物与水处理工程【m 】北京:化学工业出版 社,2 0 0 2 :3 5 6 3 5 8 【1 1 】张林生主编水的深度处理与回用技术【m 】北京:化学工业出版社,2 0 0 4 : 。1 4 0 1 4 2 【1 2 】刘雨,赵庆良,郑兴灿生物膜法污水处理技术【m 】中国建筑工业出版 社,1 4 9 1 5 2 【1 3 】b o n o m ol , p a s t o r e ll i g ,n b z 卸曲a d w 如t a g e s 盟dl i 面t a t i o n so f d u d :w w e e d - b 硒e dw 弱t e w a t e r仃e a 恤e n t s y s t e m s ,w 乱e rs d e n c ea i l d t e c h n o l o g y ,1 9 9 7 ,3 5 ( 5 ) :2 3 9 - 2 4 6 【1 4 】c a l l e t i d njn p e r f 0 册觚c c0 fac o n s 咖c t e dw e n 锄d si n 骶a t i n gu r b 柚s t o 珊 w a t c r 砌。任w a t e re n v 如眦e n t a lr e s e 盯c h ,2 0 0 0 ,7 2 ( 3 ) :2 9 5 - 3 0 4 【1 5 】彭超英人工湿地处理污水的研究重庆环境科学,2 0 0 0 ,2 2 ( 6 ) : 1 3 1 5 【1 6 】s h il ,w h gbz ,c xd ,c ta 1 p e 面册a n c eo fas u b s u 血c e - n o w c 0 璐仃u c t e dw e t l a i l di ns 0 u t h e mc h i n a j o 哪a lo fe n v i r o n m e n t a l s c i e n c c s c h i n a2 0 0 4 ,1 6 ( 3 ) :4 7 6 - 4 8 1 【1 7 】勋m t a w 卸i c h l c i l ls ,n e a n l l 【锄p ,s h u t e srbe n i 仃0 9 e nr e m o v a li na c o m b i n e ds y s t e m :v e n i c a lv e g e t a t e db e do v e r h o r i z o n t a l 丑o ws 蛆db e d w a t e r s d 髓c e 趾d1 e c h n o l o g y ,2 0 0 1 ,4 4 ( 1 1 - 1 2 ) :1 3 7 - 1 4 2 【1 8 】f 缸a h b a l 【l l s h a z a dn ,m o 盯j s o ngm p h o s p h o l l l sr e m o v a li nav e n i c a l lu p n o w c o n s t 加c t c dw e t l 锄ds y s t e m w a t e rs c i e n c e 蛆dt e c h i l o l o g y ,2 0 0 3 , 4 8 ( 5 ) : 4 3 5 0 【1 9 】m i t s c hw j ,w i s ekm w 缸e rq u a j j t yf a t eo fm e t a l s 锄dp r e d i c t i v em o d e l v a u d a t i o n0 fac o n s t n l c t e dw e t l a i l d h c a t i n ga c i dm i n ed r a i l l a g e ,w a t e r r e s e 卸出,1 9 9 8 ,3 2 ( 6 ) :1 8 8 8 - 1 9 9 0 【2 0 】l 函唧s c a l 【mm ,w l l i t e a k e rl r ,a n i o l ajf ,e ta 1 卜m t r i e n ta j l dh e a v ym e t a l u p t a k e 弛ds t o r a g ei nc o n s t n l c t e dw e t l a j l ds y s t e m si i l 觚z o n a w a t e rs c i e n c e 西南大学硕士学位论文 文献综述 柚dt e c h n o l o g y ,2 0 0 1 ,4 4 ( 1 1 - 1 2 ) :4 5 5 - 4 6 2 【2 1 】d 血o a ,f 幻s tca ,g r a c c j p h y s i c 0 - c h e 面c a ls c r e e n i n g 0 f p h o s p h a t e r c m o v i i l gs u b s 仃a t ef o ru s ei nc 0 璐t n l c t e dw e n 锄ds y s t e m s w 乱e r r e s e 融,1 9 9 9 ,3 3 ( 7 ) :3 5 9 5 3 6 0 2 。 【2 2 】s i mc h ,y u s o 丘m k ,s h u t e sb ,h os c ,m 蛆s o rm 仃i e n tr c m o v a li na p i l o t 姐df i l us c a l ec o n s 劬c t e dw e t l 狃d ,p u 缸a j a y ac i t y ,m a l a y s i a je n v 的n m a n a g e 2 0 0 7 ,a p r 2 6 ,hp r e s s 【2 3 】m p c i r i a ,m l s o l a n 0 ,p s o r i 狮o r 0 l eo fm a c r 叩h y t c i 如h a l a t i f 0 1 i ai nac o n s t m c t e dw b t l 加d 氢d rw 如t e w a t e r ,】陪e a t m e n t 狃da 蹒e s s m e n t 0 fi t sp o t e n t i a l 雒ab i 衄硒sf u e l 【j 】b i o s y s t 锄se n g i n e e 血g ,2 0 0 5 ,9 2 ( 4 ) : 5 3 5 5 4 4 : 2 4 】s o h s a l 锄p ,e n 酉趾d e ,s i r i 鲫t a p i b 0 0 ns s e 疵o dw a s t e w 缸e r 仃e a t m e n t i n c o n s t r i l c t c dw e t l 觚d :t r o p i c a lc 邪e 尉0 r e s 0 1 l rt e c h n 0 1 2 0 0 8 ,9 9 , 1 2 1 8 1 2 2 4 【2 5 】a d 陆a l h 蛆鹤i s ,c l p o t t e r ,m s c 0 y n e v e g c t a t i o ne 骶c t s 0 nf 色c a lb a c t e r i a , b o d 5 , 孤ds u s p 饥d e ds o u dr e m o v a l li nc o n s t 九l c t e d w e n 缸d s 仃e a 血gd o m e s t i cw 觞t e w a t e r 【j 】e c o l o 舀c a le n g i n e e r i n g ,2 0 0 3 ,2 0 : 1 5 7 1 6 9 【2 6 】m a i n em a ,s u n en ,h a d a dh ,s a l l c h e zg ,b 0 n e t t oc r e m o v a le 丘c i e n c y 0 fac o n s t m c t e dw e t l 姐df o rw a s t e w a t e rt r e a 衄e ma c c o r d i n gt 0v e g e t a t i o n d o 面n 趾c c c h e m o s p h e r c ,2 0 0 7 ,6 8 ( 6 ) :1 1 0 5 - 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6 1 2 【3 7 】鲁敏,曾庆福七种植物的人工湿地处理生活污水的研究【j 】武汉科技 学院学报,2 0 0 4 ,1 7 ( 2 ) :3 2 3 5 【3 8 】靖元孝,陈兆平,杨丹菁风车草对生活污水的净化效果及其在人工湿地 的应用【j 】应用与环境生物学报,2 0 0 2 ,8 ( 6 ) :6 1 4 _ 6 1 7 【3 9 】廖新佛,骆世明,吴银宝等风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力 的比较研究【j 】应用生态学报,2 0 0 5 ,1 6 ( 1 ) :1 5 6 1 6 0 【4 0 】廖新悌,骆世明香根草和风车草人工湿地对猪场废水氮磷处理效果的研 究【j 】应用生态学报,2 0 0 2 ,1 3 ( 6 ) :7 1 9 7 2 2 【4 1 】成水平,况琪军,夏宜殍香蒲、灯心草人工湿地的研究一i 净化污水 的效果 j 】湖泊科学,1 9 9 7 ,9 ( 4 ) :3 5 1 3 5 8 【4 2 】王全金,陈栋芦苇人工湿地处理技术研究进展【j 】华东交通大学学报, 2 0 0 4 ,2 1 ( 4 ) :1 - 5 【4 3 】l il ,l iy ,b i s w a sd k ,n i 觚y ,j i a i l gg
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