阶梯式生物滞留系统运行效能优化与脱氮机理研究
发布时间：2021-12-18 17:43
为了应对城市内涝问题以及城市水生生态环境退化的问题,我国开始积极建设海绵城市。生物滞留系统作为一种绿色基础措施受到广泛推崇,但该系统运行效果不稳定且脱氮机理未明。.本研究设计了阶梯式二级串联的生物滞留系统,研究了生物滞留系统出水水质特征,开展了设计参数的优化实验;利用15N同位素示踪技术和三维荧光技术分析氮素迁移转化机理;结合中试系统运行情况对其水文与水质性能进行了评价。通过研究生物滞留系统出水水质特征发现,系统对NH4-N的处理效果较稳定,但NO3-N的处理效果较差导致TN会随着出水体积的增加而增加。设计参数优化实验发现,土壤:河沙=4:6的土壤配置方式TN去除较好（87.14%）,但径流下渗速率较低,草炭土的淋滤现象会增加出水的污染情况。灯芯草对NO3-N的去除效果最好（82.03%）,绿宝的TN去除率最高（平均84.50%）;U型流态TN的去除效果（79.32%）优于W型流态（76.33%）;海绵铁作为淹没层填料对于NO3-N的去除效果最佳（94.83%）;出水N03-N的浓度与土壤的含土量成正相关性（R2=0.78）。氮平衡模型发现,NH4-N有37.25%被土壤层吸附截流去除...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１美国华盛顿州西雅图Ｄｅｌｒｉｄｇｅ区生物滞留池建设实例??生物滞留系统还能够通过下渗的方式补充地下水或者将雨水回收利用，从而??达到恢复地下水和缓解城市用水紧张的问题等目的
留系统是将景观学、生态学、土壤学和城市水文学融为一体的综合性雨水管理设??施ｔ】９］。??图１－１美国华盛顿州西雅图Ｄｅｌｒｉｄｇｅ区生物滞留池建设实例??生物滞留系统还能够通过下渗的方式补充地下水或者将雨水回收利用，从而??达到恢复地下水和缓解城市用水紧张的问题等目的。虽然该技术在国外己经被广??泛的应用，但是我国还处于海绵城市建设的初期阶段，缺乏ＬＩＤ基础措施的实际??设计和建设经验，同时国内外的降雨情况和污染程度也不相同，不能完全照搬国??外现有的设计手册。因此，对国内城市特点进行针对性的研宄尤为重要，如何通??过优化设计的方式使其成为能够适应中国的城市环境和径流污染特征的研究更??是迫在眉睫。??生物滞留系统的一般构造见图１－２，自上而下为植物层、土壤填料层、过滤??填料层和碎石填料层。植被层通常会低于路面１０？２５?ｃｍ，能够用于汇流路面径??流并且起到短暂滞留洪水的作用，植物的选择是生物滞留系统非常重要的设计参??数之一
［２５］等是目前发现能够满足这类需求且吸收氮磷等污染能力强的植物。此外，建设??地区的当地植物也是备选，以满足因地制宜的需求。??图１－２生物滞留系统一般构造??土壤填料层是生物滞留系统的主体结构，一般采用当地土壤进行配置，若当??地土壤的孔隙率不足导致下渗能力不能满足要求，则要进行人工调配或者使用其??他类型的土壤【２６，２＇?—般土壤层的配置原则是使用渗透能力较强的砂质土壤，若??无法满足渗透能力的要求，可加入河沙混合均匀后使其满足要求。通常土壤的类??型需要使用营养含量较低的土壤，这是由于土壤层在生物滞留系统当中起到主要??的过滤作用，若土壤层中含有过多的可溶性营养物质，会导致土壤层中的营养盐??和有机物被径流冲刷出系统，从而加重径流的污染情况１２８］。土壤层的厚度也是主??要设计参数之一
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工湿地挺水植物脱氮效果研究[J]. 褚润,陈年来,王小娟,王巧芳. 环境污染与防治. 2017(08)
[2]新型缓释碳源耦合海绵铁同步脱氮除磷的研究[J]. 钟丽燕,郝瑞霞,万京京,朱晓霞. 中国给水排水. 2017(09)
[3]模拟生物滞留池强化径流雨水中的氮磷去除研究[J]. 许萍,黄俊杰,张建强,张雅君. 环境科学与技术. 2017(02)
[4]土壤硝化和反硝化微生物群落及活性对大气CO2浓度和温度升高的响应[J]. 刘远,王光利,李恋卿,潘根兴. 环境科学. 2017(03)
[5]生物滞留系统对城市路面径流的净化性能小型试验与模拟[J]. 李家科,梁正,程杨,李怀恩. 水土保持学报. 2016(02)
[6]初期雨水与径流总量控制的关系及其应用分析[J]. 车伍,张鹍,张伟,赵杨. 中国给水排水. 2016(06)
[7]生物滞留介质类型对径流雨水净化效果的影响[J]. 郭娉婷,王建龙,杨丽琼,李恕艳. 环境科学与技术. 2016(03)
[8]填料及降雨特征对雨水花园削减径流及实现海绵城市建设目标的影响[J]. 唐双成,罗纨,贾忠华,李山,仵艳,周萌. 水土保持学报. 2016(01)
[9]Nitrogen removal by three types of bioretention columns under wetting and drying regimes[J]. 唐宁远,李田. Journal of Central South University. 2016(02)
[10]植草沟对道路径流的水文控制效果研究[J]. 黄俊杰,沈庆然,李田. 中国给水排水. 2016(03)
硕士论文
[1]宁南山区植被恢复对土壤有机氮矿化的影响[D]. 牛丹.西北农林科技大学 2016
[2]厌氧填料反应塔厌氧氨氧化（ANAMM0X）深度脱氮的性能研究[D]. 马丽娟.云南大学 2016
本文编号：3542880
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１美国华盛顿州西雅图Ｄｅｌｒｉｄｇｅ区生物滞留池建设实例??生物滞留系统还能够通过下渗的方式补充地下水或者将雨水回收利用，从而??达到恢复地下水和缓解城市用水紧张的问题等目的
留系统是将景观学、生态学、土壤学和城市水文学融为一体的综合性雨水管理设??施ｔ】９］。??图１－１美国华盛顿州西雅图Ｄｅｌｒｉｄｇｅ区生物滞留池建设实例??生物滞留系统还能够通过下渗的方式补充地下水或者将雨水回收利用，从而??达到恢复地下水和缓解城市用水紧张的问题等目的。虽然该技术在国外己经被广??泛的应用，但是我国还处于海绵城市建设的初期阶段，缺乏ＬＩＤ基础措施的实际??设计和建设经验，同时国内外的降雨情况和污染程度也不相同，不能完全照搬国??外现有的设计手册。因此，对国内城市特点进行针对性的研宄尤为重要，如何通??过优化设计的方式使其成为能够适应中国的城市环境和径流污染特征的研究更??是迫在眉睫。??生物滞留系统的一般构造见图１－２，自上而下为植物层、土壤填料层、过滤??填料层和碎石填料层。植被层通常会低于路面１０？２５?ｃｍ，能够用于汇流路面径??流并且起到短暂滞留洪水的作用，植物的选择是生物滞留系统非常重要的设计参??数之一
［２５］等是目前发现能够满足这类需求且吸收氮磷等污染能力强的植物。此外，建设??地区的当地植物也是备选，以满足因地制宜的需求。??图１－２生物滞留系统一般构造??土壤填料层是生物滞留系统的主体结构，一般采用当地土壤进行配置，若当??地土壤的孔隙率不足导致下渗能力不能满足要求，则要进行人工调配或者使用其??他类型的土壤【２６，２＇?—般土壤层的配置原则是使用渗透能力较强的砂质土壤，若??无法满足渗透能力的要求，可加入河沙混合均匀后使其满足要求。通常土壤的类??型需要使用营养含量较低的土壤，这是由于土壤层在生物滞留系统当中起到主要??的过滤作用，若土壤层中含有过多的可溶性营养物质，会导致土壤层中的营养盐??和有机物被径流冲刷出系统，从而加重径流的污染情况１２８］。土壤层的厚度也是主??要设计参数之一
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工湿地挺水植物脱氮效果研究[J]. 褚润,陈年来,王小娟,王巧芳. 环境污染与防治. 2017(08)
[2]新型缓释碳源耦合海绵铁同步脱氮除磷的研究[J]. 钟丽燕,郝瑞霞,万京京,朱晓霞. 中国给水排水. 2017(09)
[3]模拟生物滞留池强化径流雨水中的氮磷去除研究[J]. 许萍,黄俊杰,张建强,张雅君. 环境科学与技术. 2017(02)
[4]土壤硝化和反硝化微生物群落及活性对大气CO2浓度和温度升高的响应[J]. 刘远,王光利,李恋卿,潘根兴. 环境科学. 2017(03)
[5]生物滞留系统对城市路面径流的净化性能小型试验与模拟[J]. 李家科,梁正,程杨,李怀恩. 水土保持学报. 2016(02)
[6]初期雨水与径流总量控制的关系及其应用分析[J]. 车伍,张鹍,张伟,赵杨. 中国给水排水. 2016(06)
[7]生物滞留介质类型对径流雨水净化效果的影响[J]. 郭娉婷,王建龙,杨丽琼,李恕艳. 环境科学与技术. 2016(03)
[8]填料及降雨特征对雨水花园削减径流及实现海绵城市建设目标的影响[J]. 唐双成,罗纨,贾忠华,李山,仵艳,周萌. 水土保持学报. 2016(01)
[9]Nitrogen removal by three types of bioretention columns under wetting and drying regimes[J]. 唐宁远,李田. Journal of Central South University. 2016(02)
[10]植草沟对道路径流的水文控制效果研究[J]. 黄俊杰,沈庆然,李田. 中国给水排水. 2016(03)
硕士论文
[1]宁南山区植被恢复对土壤有机氮矿化的影响[D]. 牛丹.西北农林科技大学 2016
[2]厌氧填料反应塔厌氧氨氧化（ANAMM0X）深度脱氮的性能研究[D]. 马丽娟.云南大学 2016
本文编号：3542880
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