植物碳源强化表面流人工湿地脱氮性能研究

发布时间：2018-11-26 11:27

【摘要】：针对农田退水C/N较低的问题,本文构建植物碳源强化脱氮表面流人工湿地处理,试验设计5组中试湿地:空白组0#湿地(无植物碳源的对照湿地)、1#湿地(芦苇碎段面积占强化反硝化湿地段面积1/2)、2#湿地(芦苇碎段面积占强化反硝化湿地段面积1/4)、3#湿地(芦竹碎段面积占强化反硝化湿地段面积1/2)、4#湿地(芦竹碎段面积占强化反硝化湿地段面积1/4)。进行为期243 d的研究,对植物碳源种类芦苇和芦竹、植物碳源投加量和运行水深进行优化。主要结论如下:(1)启动期(第1-40 d),投加植物碳源(芦苇或芦竹)能明显提高中试湿地的NO_3~--N和TN去除率并缩短中试湿地的启动期,且植物碳源投加面积占比1/2湿地优1/4的湿地。启动前期(第1-18 d)芦苇碳源优于芦竹碳源,启动后期(第19-40 d)芦竹碳源优于芦苇碳源。(2)当中试湿地水深为40 cm(第61-127 d),水力停留时间(HRT)为3 d时,前期(第61-91 d)投加植物碳源略微提高湿地NO_3~--N和TN的去除效果,且投加越多效果越好。后期(第91-127 d),芦苇碳源降低了湿地NO_3~--N和TN的去除效果,且芦苇碳源投加占比1/2的降低的更多;3#湿地没有提高NO_3~--N和TN的去除率;芦竹碳源投加占比1/4的4#湿地在第109-127 d显著提高了NO_3~--N和TN的去除率。出水稳定后,0#空白湿地NO_3~--N和TN平均去除率为71.1%±0.5%和71.0%±0.5%。芦竹碳源投加占比1/4的湿地最优,NO_3~--N和TN的去除率为82.6%±1.0%和78.6%±1.0%,分别提高11.5%±1%和7.6%±1%,芦苇碳源投加占比1/2的最差,NO_3~--N和TN的去除率为65.9%±0.5%和65.7%±0.5%,分别降低了5.2%±0.5%和5.3%±0.5%。前期(第61-91 d)植物碳源投加越多效果越好,后期(第91-127 d)碳源投加越少效果越好,且芦竹碳源优于芦苇碳源。(3)湿地水深为50 cm运行阶段(第133-181d),水力停留时间3 d,芦苇碳源投加占比1/2的降低湿地NO_3~--N和TN的去除效果,芦竹碳源投加占比1/2的在第133-160 d和第160-181 d分别提高、降低了湿地NO_3~--N和TN的去除效果。出水稳定后,0#空白湿地NO_3~--N和TN的平均去除率分别为92.5%±1.0%和90.9%±1.0%。植物碳源投加占比1/4的芦苇和芦竹都显著提高了湿地NO_3~--N和TN的去除率,且投加芦竹碳源的最优,去除率分别达到98.2%±1.0%、95.8%±1.0%,分别提高了5.7%±1.0%和4.9%±1.0%。整个阶段(第133-181 d)碳源投加越少效果越好,芦竹碳源略优于芦苇碳源。(4)湿地水深为30 cm运行阶段(第184-243 d),水力停留时间3 d,芦苇碳源投加占比1/2的降低了湿地NO_3~--N和TN的去除效果,芦竹碳源投加占比1/2的在第209-243 d略微提高了湿地NO_3~--N和TN的去除效果。0#空白湿地NO_3~--N和TN的平均去除率分别为71.0%±0.5%和63.3%±0.5%。植物碳源投加占比1/4的芦苇和芦竹在209-243 d显著提高了湿地NO_3~--N和TN的去除效果,且芦竹碳源最优,去除率分别为81.7%±0.5%、77.2%±0.5%,分别提高了11.7%±0.5%和13.9%±0.5%。碳源投加越少效果越好,芦竹碳源略优于芦苇碳源。(5)在湿地运行水深为50 cm、芦竹碳源投加占比1/4时,湿地NO_3~--N和TN的去除效果最优,平均去除率分别达到98.2%±1.0%、95.8%±1.0%。
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【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】