经济型水生植物滤床农村生活污水尾水深度处理研究

发布时间：2017-10-22 15:16

  本文关键词：经济型水生植物滤床农村生活污水尾水深度处理研究

  更多相关文章： 经济型水生植物滤床 农村生活污水 脱氮除磷 蔬菜梯次搭配 配置密度

【摘要】：农村生活污水是太湖流域富营养化的重要原因,因此合理的选择农村生活污水处理工艺,不仅可使出水达标排放,降低污染风险,也通过污水的深度净化处理,可将尾水的氮、磷营养元素资源化利用,使其产生一定的经济价值。本文采用两级水生植物滤床工艺处理农村生活污水生物处理工艺的尾水,通过筛选经济型植物并对其进行不同的梯次搭配,丰富滤床植物种类,提高经济型水生植物滤床的处理效果,达到构建“污染净化型农业”实现氮磷资源化的目标。主要研究成果如下：(1)夏秋季节,苋菜、猫耳菜及韭菜在各梯次搭配组的TP平均去除率分别为26.52%、29.12%、19.33%,NH4+-N平均去除率分别为20.88%、36.32%、34.32%,TN平均去除率分别为21.3%、30.5%、24.35%,因此猫耳菜最适宜用作滤床污染物去除,苋菜和韭菜分别适用于高磷低氨氮和高氨氮低磷水体净化；空心菜+苋菜、空心菜+猫耳菜、空心菜+韭菜及韭菜+韭菜四个梯次搭配组污染物去除效果顺序为：空心菜+猫耳菜组空心菜+韭菜组空心菜+苋菜组韭菜+韭菜组；水力负荷由014m3/(m2·d)增加到0.30m3/(m2·d),四个梯次搭配组TP、NH4+-N、TN去除率平均值均有不同程度的下降,去除负荷均有提高；在一定水利条件下苋菜、空心菜和韭菜分别以高、中、低(ρ1、ρ2, ρ3)三个密度配置,三种蔬菜的TP. NH4+-N、TN去除效果与配置密度关系紧密；相同水利条件下,随着水深的增加,空心菜+猫耳菜组和韭菜+韭菜组,随着水深的增加各污染物的去除率降低,去除负荷增加,空心菜+苋菜组和空心菜+韭菜组随着水深的增加,去除率先小幅增加后下降,在10cm附近达到去除率最大值。(2)冬春季节,搭建温室日光大棚,考察水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜单级搭配组和串联二级香菜+茼蒿、金花菜+雪里红、豆瓣菜+香菜组两级滤床的去除效果。从蔬菜污染物净化效果来比较,最适宜的蔬菜品种依次为：水芹、豆瓣菜、生菜、金花菜、茼蒿。相同水利条件下,两级滤床系统的出水TP平均浓度分别为0.715mg/L、0.817mg/L、0.525mg/L NH4+-N平均浓度分别为5045mg/L、7.704mg/L、5.297mg/L,TN平均浓度分别为10.948 mg/L19.108 mg/L、15.90 mg/L;水力负荷由0.14 m3/(m2-d)增加到0.30m3/(m2d),水力停留时间减小,梯次搭配组TP、NH4+-N、TN的去除率降低；在一定水利条件下,水芹、茼蒿和生菜分别以高、中、低(ρ1、P2、P3)三个密度配置,不同配置密度对植物的TP、NH4+-N、TN的去除率及净化效果均有影响,且植物的种类及搭配方式不同,密度对去除率的影响大小也大不相同：相同水利条件下,随水深的增加,水芹+茼蒿、茼蒿+金花菜、生菜+豆瓣菜的去除负荷均随床体水深的增加而增加,结合去除率、去除负荷的变化趋势,选择最佳水深为10cm。(3)根据最小二乘法,对试验数据进行函数回归处理并运用最优化原理,计算出来的各组合对TP、NH4+-N、TN的最优水力负荷qbest、最优去除率ηlbest和蔬菜的最佳配置密度ρbest最优去除率ηbest,可直观的看出各蔬菜梯次搭配的去污能力,可对实际应用中植物的筛选配置及合适配置密度的选取和水生植物滤床参数设计提供一定的的理论依据。(4)植物的营养吸收动力学试验结果表明：不同蔬菜对氮、磷的吸收特性分别存在一定的差异。通过对六种植物吸收氮、磷的最大吸收速率Imax,,和亲和力常数Km的比较可知,空心菜适合处理任何氮、磷浓度的尾水；生菜适合处理氮、磷浓度较低的尾水；金花菜比较适合尾水中磷和铵态氮浓度高、硝态氮浓度较低的尾水；韭菜比较适合氮、磷浓度都较高的尾水；香菜对氮、磷的吸收都较差,根据其生长特性,香菜不适宜作为滤床植物；从经济效益角度分析,,生菜和豆瓣的的经济效益最高,空心菜和水芹作为规模化生产中的常用蔬菜类型次之,以夏秋种植空心菜,冬春种植豆瓣菜为例做经济效益的匡算,亩产效益为26620元。研究结果表明:所选取的经济型水生植物滤床植物,具有较好的去除效果,在滤床系统深度处理农村生活污水尾水中可发挥良好的作用,且具有可观的经济价值。
【关键词】：经济型水生植物滤床 农村生活污水 脱氮除磷 蔬菜梯次搭配 配置密度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 我国水污染现状11-12
• 1.1.2 太湖流域水污染现状12
• 1.1.3 太湖流域农村水污染现状12-13
• 1.1.4 农村生活污水特点及净化处理的意义13
• 1.2 研究目的和意义13-14
• 1.2.1 论文研究内容所属基金项目13
• 1.2.2 研究目的和意义13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.3.1 国外农村生活污水处理技术14-15
• 1.3.2 我国农村生活污水处理技术15-17
• 1.4 传统人工湿地概述17-18
• 1.4.1 潜流人工湿地17-18
• 1.4.2 表面流人工湿地18
• 1.5 蔬菜的水培栽培技术概述18-19
• 1.6 水生植物滤床技术概述19-21
• 1.6.1 水生植物滤床的特点19
• 1.6.2 滤床植物的作用19-20
• 1.6.3 滤床植物的选择20-21
• 1.7 水耕蔬菜型潜流人工湿地概述21
• 1.8 综合分析21-22
• 1.9 研究目标和主要研究内容22-25
• 1.9.1 研究目标22
• 1.9.2 技术路线及特色22-23
• 1.9.3 主要研究内容23-25
• 第二章 试验材料与方法25-33
• 2.1 试验工艺流程25-26
• 2.2 试验场地及原水水质26
• 2.3 试验装置的设计26-28
• 2.4 试验系统中供试植物的准备28-30
• 2.5 试验系统的管理30-31
• 2.6 测试指标及分析方法31-33
• 第三章 夏秋季植物梯次搭配下两级滤床系统水质净化特性研究33-55
• 3.1 概述33-34
• 3.1.1 夏秋季滤床经济型植物梯次搭配方式及换茬安排33-34
• 3.1.2 试验运行条件34
• 3.2 夏秋季经济型植物梯次搭配对氮、磷去除效果随时间的变化34-40
• 3.2.1 TP去除效果变化分析34-36
• 3.2.2 NH_4~+-N去除效果变化分析36-38
• 3.2.3 TN去除效果变化分析38-40
• 3.2.4 植物筛选结果及配置选择40
• 3.3 水力负荷对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析40-46
• 3.3.1 水力负荷对对滤床植物TP去除效果的影响41-42
• 3.3.2 水力负荷对滤床植物NH_4~+-N去除效果的影响42-43
• 3.3.3 水力负荷对滤床植物TN去除效果的影响43-44
• 3.3.4 最佳水力负荷选择分析44-46
• 3.4 配置密度对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析46-50
• 3.4.1 配置密度对对滤床植物TP去除效果的影响46-47
• 3.4.2 配置密度对滤床植物NH_4~+-N去除效果的影响47-48
• 3.4.3 配置密度对滤床植物TN去除效果的影响48-49
• 3.4.4 最佳配置密度选择分析49-50
• 3.5 床体水深对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析50-52
• 3.6 小结52-55
• 第四章 冬春季节不同蔬菜配置下滤床系统水质净化特性研究55-75
• 4.1 冬春季滤床经济型植物梯次搭配方式及换茬安排55
• 4.2 试验运行条件55-56
• 4.3 冬春季经济型植物梯次搭配对氮、磷去除效果随时间的变化56-62
• 4.3.1 TP去除效果变化分析56-58
• 4.3.2 NH4+-N去除效果变化分析58-60
• 4.3.3 TN去除效果变化分析60-62
• 4.3.4 植物筛选结果及配置选择62
• 4.4 水力负荷对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析62-67
• 4.4.1 水力负荷对对滤床植物TP去除效果的影响63-64
• 4.4.2 水力负荷对滤床植物NH_4~+-N去除效果的影响64-65
• 4.4.3 水力负荷对滤床植物TN去除效果的影响65-66
• 4.4.4 最佳水力负荷选择分析66-67
• 4.5 配置密度对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析67-71
• 4.5.1 配置密度对对滤床植物TP去除效果的影响67-68
• 4.5.2 配置密度对滤床植物NH_4~+-N去除效果的影响68-69
• 4.5.3 配置密度对滤床植物TN去除效果的影响69-70
• 4.5.4 最佳配置密度选择分析70-71
• 4.6 床体水深对滤床植物氮、磷去除效果的影响分析71-74
• 4.7 小结74-75
• 第五章 经济型水生植物滤床植物氮、磷吸收特性及经济效益分析75-83
• 5.1 经济型水生植物滤床植物氮、磷吸收特性研究75-79
• 5.1.1 供试材料及培养75
• 5.1.2 试验方法75
• 5.1.3 动力学参数求算方法75-76
• 5.1.4 经济型滤床植物吸收H_2PO_4~-的动力学特性76-77
• 5.1.5 经济型滤床植物吸收NO_3~--N的动力学特性77-78
• 5.1.6 经济型滤床植物吸收NH_4~+-N的动力学特性78-79
• 5.2 经济型水生植物滤床经济效益分析79-80
• 5.3 小结80-83
• 第六章 结论与展望83-87
• 6.1 结论83-85
• 6.2 展望85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-93
• 作者简介93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马琳;贺锋;;我国农村生活污水组合处理技术研究进展[J];水处理技术;2014年10期

2 陈旭;赵云皓;逯元堂;辛璐;马放;;城镇污水处理设施建设与运行投资预测分析[J];中国给水排水;2014年02期

3 陈国元;李国新;唐凯;;黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学[J];环境工程学报;2013年12期

4 童宁;邓风;;浅议人工湿地经济植物的功能和价值[J];工业安全与环保;2013年08期

5 吕锡武;;小型分散式农村污水处理的理论与实践[J];水工业市场;2012年09期

6 王学华;苏祥;沈耀良;;人工湿地组合工艺处理太湖三山岛农村生活污水研究[J];环境科技;2012年01期

7 凌祯;杨具瑞;于国荣;程浩亮;李君宁;;不同植物与水力负荷对人工湿地脱氮除磷的影响[J];中国环境科学;2011年11期

8 金秋;吴琦平;施勇;栾震宇;陈炼刚;;水生蔬菜型人工湿地技术净化农村生活污水的试验研究[J];环境科技;2009年06期

9 利锋;何江;张学先;;水培经济植物净化养殖废水研究现状[J];安徽农业科学;2009年22期

10 周晓红;王国祥;杨飞;何伟;杨周;;空心菜对不同形态氮吸收动力学特性研究[J];水土保持研究;2008年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宋海亮;水生植物滤床技术改善富营养化水体水质的研究[D];东南大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 陈桂顶;水培蔬菜系统对农村生活污水尾水中氮磷去除及资源化利用研究[D];东南大学;2015年

2 谢静;人工湿地经济植物配置及其工艺特性研究[D];东南大学;2015年

3 李洁;经济作物型人工湿地对农村生活污水氮磷去除特性的研究[D];东南大学;2015年

，

本文编号：1078925