人工湿地基质堵塞形成机制、作用效能及防治技术研究
发布时间：2021-07-04 10:20
人工湿地污水生态处理技术具有基建投资省、运行费用低、美化景观和维持生态平衡等优点,在村镇生活废水处理、流域水环境修复等领域具有突出的应用优势。然而,由于设计与运营管理经验的不足,当前人工湿地技术在大型工程应用中普遍存在基质堵塞现象,引起水流场分布不均,有效体积降低,严重时还会出现表面漫流现象,造成蚊蝇滋生,最终会导致系统瘫痪。因此,解决人工湿地基质堵塞问题是实现湿地可持续运行的重要保障。针对人工湿地基质堵塞问题,本论文对比研究不同类型固体累积对湿地水力学特征和污染物去除效率的影响,解析基质堵塞影响湿地运行效果的作用机理;分析碳源驱动下基质堵塞形成过程中累积固体的物化特征,揭示有机-无机固体间的协同作用机制;基于湿地填料和堵塞物质持水性能差异,开发基质堵塞电法探测技术,建立堵塞程度与视电阻率间的反演模型;最后,提出超声处理堵塞防治技术,并阐明超声处理不同类型固体堵塞的作用机理。取得主要结论如下:（1）明确了基质堵塞的水力学特征影响。有机固体可直接阻断水流通道,此外有机-无机固体协同累积可形成低密度的堵塞物质,相比于单纯的无机固体累积,单位质量有机-无机固体水力学阻力显著增加。随着系统运行...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
新薛河人工湿地水质净化工程
湿地基质渗透系数测定通常采用常水头渗透系数法和变水头渗透系数法，这两种??测定方法的基础都是达西定律（公式１－１），即渗透速率与多孔介质横截面积和水??压差成正比，与渗流路径长度成反比（图１－５）。??＜＝ｒ＞＝？??测试管?丨?丨产??￣Ｔ??填料Ａｈ??ｍ??图１－５渗透系数测定原理图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??８??
的方法得到去除，又考虑到有机累积固体在水流影响上发挥的重要作用，一系列??基于减少有机累积固体的防治技术被提出；此外，还有部分技术通过改变累积固??体在系统内的分布和结构等方式直接减轻基质堵塞的水力学影响（图１－７）。??植物设计优化??、前处理工艺／?构造优化ｙ??……Ｉ—一一：?＇一?????，／间綱就：Ｉ有量机化固技体术减ＩＶ、ｆ?－－．??；植物收害丨１．＇／＾?ｒ－?降低堵塞物质??／?Ｖ?＾?．?水力学影响??－－－／－．Ｎ??＼增溶剂处理＼、、、、匕－化技术」??＇、、專化剂处理＼?逼料清洗」?????—?＿??图１－７堵塞防治技术及其作用原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ?ｏｆ?ｓｕｂｓｔａｎｃｅ?ｃｌｏｇｇｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??１．４．１工艺优化??（１）前处理工艺??大量研宄表明悬浮物负荷越高，基质堵塞周期越短，为保证潜流湿地的长期??稳定运行，我国《人工湿地设计规范》中要求水平潜流湿地悬浮物负荷应低于??３０?ｇ／（ｍ２＿ｄ），垂直潜流湿地悬浮物负荷应低于８０?ｇ／（ｍ２‘ｄ），而著名湿地专家??Ｖｙｍａｚａｌ教授近期指出，为有效预防基质堵塞问题，潜流湿地悬浮物负荷应控制??在１０ｇ／（ｍ２＿ｄ）以内，化学需氧量（ＣＯＤ）负荷应小于２０ｇ／（ｍＭ）［ｌｌ），７２，７３］。常见的??前处理工艺有沉淀池、稳定塘等，随着对潜流湿地进水悬浮物负荷要求的不断提??高
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷厌氧氧化协同硝酸盐还原菌群驯化及其群落特征[J]. 薛松,张梦竹,李琳,刘俊新. 环境科学. 2018(03)
[2]城市污水处理厂Candidatus Accumulibacter的菌群结构及定量分析[J]. 张丽敏,曾薇,王安其,张洁,彭永臻. 环境科学学报. 2016(04)
[3]超声对净水沉淀污泥絮体特性及对污泥回流效能的影响[J]. 邬艳,杨艳玲,李星,周志伟,苏兆阳,郭璇. 中国环境科学. 2014(05)
[4]废水处理的实用高级氧化技术 第一部分──各类高级氧化技术的原理、特性和优缺点[J]. 方景礼. 电镀与涂饰. 2014(08)
[5]超声氧化处理对碳纤维表面性能的影响[J]. 魏楠,王经文. 机械工程材料. 2011(11)
[6]人工湿地防堵技术研究进展[J]. 白佳琦,张颖. 工业水处理. 2011(06)
[7]Clogging processes caused by biofilm growth and organic particle accumulation in lab-scale vertical flow constructed wetlands[J]. ZHAO Lianfang1,2,ZHU Wei1,2,TONG Wei1 1.College of Environmental Science and Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China.2.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes,Ministry of Education of China,Nanjing 210098,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[8]超声处理对剩余污泥的粒径和溶出物的影响[J]. 喻艳菁,丁国际,邱慧琴,王涌,焦正. 环境科学学报. 2009(04)
[9]高密度电法不同装置的勘探效果对比[J]. 马志飞,刘鸿福,叶章,杨建军. 物探装备. 2009(01)
[10]潜流湿地系统防堵塞设计及运行措施探讨[J]. 张帆,陈晓东,常文越,袁英兰,张华,李雄勇,赵薇. 环境保护科学. 2009(01)
硕士论文
[1]基于季节变化与收割研究芦苇根系泌氧在湿地污染物去除中的作用[D]. 刘臣.山东大学 2014
本文编号：3264608
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
新薛河人工湿地水质净化工程
湿地基质渗透系数测定通常采用常水头渗透系数法和变水头渗透系数法，这两种??测定方法的基础都是达西定律（公式１－１），即渗透速率与多孔介质横截面积和水??压差成正比，与渗流路径长度成反比（图１－５）。??＜＝ｒ＞＝？??测试管?丨?丨产??￣Ｔ??填料Ａｈ??ｍ??图１－５渗透系数测定原理图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??８??
的方法得到去除，又考虑到有机累积固体在水流影响上发挥的重要作用，一系列??基于减少有机累积固体的防治技术被提出；此外，还有部分技术通过改变累积固??体在系统内的分布和结构等方式直接减轻基质堵塞的水力学影响（图１－７）。??植物设计优化??、前处理工艺／?构造优化ｙ??……Ｉ—一一：?＇一?????，／间綱就：Ｉ有量机化固技体术减ＩＶ、ｆ?－－．??；植物收害丨１．＇／＾?ｒ－?降低堵塞物质??／?Ｖ?＾?．?水力学影响??－－－／－．Ｎ??＼增溶剂处理＼、、、、匕－化技术」??＇、、專化剂处理＼?逼料清洗」?????—?＿??图１－７堵塞防治技术及其作用原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ?ｏｆ?ｓｕｂｓｔａｎｃｅ?ｃｌｏｇｇｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??１．４．１工艺优化??（１）前处理工艺??大量研宄表明悬浮物负荷越高，基质堵塞周期越短，为保证潜流湿地的长期??稳定运行，我国《人工湿地设计规范》中要求水平潜流湿地悬浮物负荷应低于??３０?ｇ／（ｍ２＿ｄ），垂直潜流湿地悬浮物负荷应低于８０?ｇ／（ｍ２‘ｄ），而著名湿地专家??Ｖｙｍａｚａｌ教授近期指出，为有效预防基质堵塞问题，潜流湿地悬浮物负荷应控制??在１０ｇ／（ｍ２＿ｄ）以内，化学需氧量（ＣＯＤ）负荷应小于２０ｇ／（ｍＭ）［ｌｌ），７２，７３］。常见的??前处理工艺有沉淀池、稳定塘等，随着对潜流湿地进水悬浮物负荷要求的不断提??高
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷厌氧氧化协同硝酸盐还原菌群驯化及其群落特征[J]. 薛松,张梦竹,李琳,刘俊新. 环境科学. 2018(03)
[2]城市污水处理厂Candidatus Accumulibacter的菌群结构及定量分析[J]. 张丽敏,曾薇,王安其,张洁,彭永臻. 环境科学学报. 2016(04)
[3]超声对净水沉淀污泥絮体特性及对污泥回流效能的影响[J]. 邬艳,杨艳玲,李星,周志伟,苏兆阳,郭璇. 中国环境科学. 2014(05)
[4]废水处理的实用高级氧化技术 第一部分──各类高级氧化技术的原理、特性和优缺点[J]. 方景礼. 电镀与涂饰. 2014(08)
[5]超声氧化处理对碳纤维表面性能的影响[J]. 魏楠,王经文. 机械工程材料. 2011(11)
[6]人工湿地防堵技术研究进展[J]. 白佳琦,张颖. 工业水处理. 2011(06)
[7]Clogging processes caused by biofilm growth and organic particle accumulation in lab-scale vertical flow constructed wetlands[J]. ZHAO Lianfang1,2,ZHU Wei1,2,TONG Wei1 1.College of Environmental Science and Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China.2.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes,Ministry of Education of China,Nanjing 210098,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[8]超声处理对剩余污泥的粒径和溶出物的影响[J]. 喻艳菁,丁国际,邱慧琴,王涌,焦正. 环境科学学报. 2009(04)
[9]高密度电法不同装置的勘探效果对比[J]. 马志飞,刘鸿福,叶章,杨建军. 物探装备. 2009(01)
[10]潜流湿地系统防堵塞设计及运行措施探讨[J]. 张帆,陈晓东,常文越,袁英兰,张华,李雄勇,赵薇. 环境保护科学. 2009(01)
硕士论文
[1]基于季节变化与收割研究芦苇根系泌氧在湿地污染物去除中的作用[D]. 刘臣.山东大学 2014
本文编号：3264608
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3264608.html
