利用农作物秸秆强化人工湿地对降雨径流中氮及重金属去除的研究

发布时间：2019-12-01 04:37

【摘要】：地表径流是影响水环境质量的重要污染源。在降雨径流污染控制方面,人工湿地技术是行之有效的手段,但会出现由于碳源不足而影响湿地净化污染物的现象,因此本研究从节省运行费用角度,筛选出廉价易得、环境友好的农作物秸秆作为植物碳源,用于提高人工湿地污染物净化能力。本研究主要有降雨径流的水质监测、农作物秸秆的筛选及其对人工湿地净化污染物能力的影响。研究结果如下：(1)降雨径流的水质监测研究。降雨径流中SS、COD、TN和TP都有初期冲刷效应，即随着径流量的增加,SS、COD和TN等污染物浓度迅速升高,达到峰值后逐渐降低趋于稳定,而TP在整个径流过程与其他污染物相比下降速度较为缓慢；降雨径流污染程度随着雨前累积晴天数的增加而增加；污染程度最高的是自留地,其次是道路；由于ss等污染物浓度过高,四种下垫面(庭院、屋面、道路、自留地)的降雨径流均需经过处理后才能回收利用。(2)农作物秸秆筛选研究。经过碱处理后的农作物秸秆在前期大量释放碳源和氮源,后期释放缓慢,但是碱处理加大了添加农作物秸秆的成本；小麦秸秆的C：N较大,其分解速率较慢,释放速率较为稳定,因此经过简单处理的小麦秸秆比较适合作为外加碳源即将小麦秸秆剪碎至1-2cm。(3)小麦秸秆添加方式研究。与对照组相比,单层添加方式去除污染物的强化效果较弱，，而三层添加会导致TN和NH4+-N出水浓度偏高,双层添加方式可以加强湿地脱氮除磷的效果,且不会造成出水有机物浓度上升,故双层添加是较优的方式。(4)小麦秸秆添加量研究。当进水为低碳氮比模拟雨水时,随着秸秆添加量从0.1增加到0.35kg/m3,湿地去除氮、磷和重金属效果不断加强,但是当添加量从0.35kg/m3增加到0.5kg/m3,污染物的去除率无明显增加,从湿地脱氮除磷和去除重金属等多个角度考虑,较适宜的小麦秸秆添加量为0.35 kg/m3,添加方式为双层添加；当进水为模拟硫酸型酸雨,添加量为0.5kg/m3时COD、NH4+-N和TP的去除率均达到85%以上,NO3--N和S042-去除率为75%,Cd、Zn和Pb的去除率达到95%以上,Cu的去除率为90.4%,从人工湿地脱氮除磷和去除重金属的角度考虑,较适宜的小麦秸秆添加量为0.5 kg/m3,添加方式为双层添加。(5)添加小麦秸秆对湿地微生物的影响研究。随着小麦秸秆添加量的增加,湿地内部各类细菌数量均增加；其中全细菌、氨化细菌和硝化细菌的数量空间分布为：上层下层中层,而反硝化细菌和硫酸盐还原菌的分布规律是：下层上层中层。植物湿地中污染物的去除率与湿地中各类细菌数量呈正相关关系。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52

【参考文献】