曝气强化水平潜流人工湿地修复黑臭水体的试验研究

发布时间：2020-08-07 13:00

【摘要】：黑臭水体是目前突出的水环境问题,其臭味明显、透明度较低,主要污染物为有机物和氨氮。水平潜流人工湿地是治理黑臭水体的常用技术,但传统水平潜流人工湿地溶解氧较低,使其对氨氮和臭味的净化效果较差。为解决以上问题,本研究通过构建曝气强化水平潜流人工湿地,进行黑臭水体的修复试验。研究首先对人工湿地基质进行筛选,然后开展不同曝气方式人工湿地对黑臭水体的净化效果研究,再通过研究功能菌群的空间分布,探讨不同曝气方式人工湿地净化效果差异的原因,最后对不同曝气方式人工湿地净化效果的稳定性进行研究。本研究的主要内容和结论如下:(1)选取4种基质(沸石、红砖、珊瑚石和蛭石)进行筛选研究。等温吸附试验表明,基质对氨氮的最大理论吸附量由大至小依次为:沸石(2.63 mg/g)蛭石(2.57 mg/g)红砖(0.24 mg/g)珊瑚石(0.19 mg/g);吸附动力学试验表明,基质对氨氮的平衡吸附量由大至小依次为:沸石(2.16 mg/g)蛭石(1.52 mg/g)红砖(0.26 mg/g)珊瑚石(0.20 mg/g)。因此,选取沸石作为人工湿地的基质。(2)试验构建不同曝气方式的人工湿地,进行黑臭水体净化效果研究。通过未曝气(NA)、连续曝气(CA)和间歇曝气(IA)方式的净化效果可知,CA和IA对COD、氨氮、透明度和臭味的净化效果优于NA,曝气强化措施提高人工湿地的净化效果,CA、IA和NA对COD的净化效果分别为:92.9%、87.6%和75.3%,对氨氮的净化效果分别为:98.8%、97.3%和89.4%,对透明度的净化效果分别为:157 cm、134 cm和43 cm,对臭味的净化效果(臭阈值)分别为:0、0和11。IA与CA相比,IA对总氮的净化效果更好,IA和CA对总氮的净化效果分别为:91.9%和53.7%。因此,间歇曝气为净化效果较优的曝气方式。(3)试验对人工湿地功能菌群(总细菌、氨化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌)的数量进行研究。曝气强化措施增加了人工湿地总细菌、氨化细菌和亚硝化细菌的数量,提高了人工湿地对COD和氨氮的净化效果。人工湿地上层沿水流方向第一个取样点,IA的总细菌、氨化细菌和亚硝化细菌数量分别是NA的1.3倍、2.1倍和1.8倍,CA是NA的1.3倍、2.5倍和2.1倍;人工湿地下层沿水流方向第一个取样点,IA的上述三种细菌数量分别是NA的1.7倍、1.9倍和1.3倍,CA是NA的1.6倍、2.1倍和1.5倍。(4)最后模拟黑臭水体水质波动,对不同曝气方式人工湿地净化效果的稳定性进行研究。结果表明,CA、IA对COD、氨氮净化效果的稳定性优于NA,CA、IA和NA与正常进水时COD净化效果相比分别下降:5%、8.2%和12.8%,氨氮分别下降:1.2%、2.9%和19.8%。IA与CA相比,IA对总氮的净化效果更好,IA和CA对总氮的净化效果分别为:82.8%和57.4%。因此,间歇曝气为净化效果最稳定的曝气方式。综上所述,间歇曝气水平潜流人工湿地改善了湿地溶解氧,提高了总细菌、氨化细菌和亚硝化细菌的数量,不仅解决了黑臭水体的“黑”和“臭”,还具有良好的净化效果和稳定性,希望研究成果能为人工湿地治理黑臭水体提供参考。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52
【图文】：

种基质实物图

水平潜流人工湿地示意图

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本文编号：2784033