几种污水处理湿地脱氮效果研究

发布时间：2017-06-10 14:19

  本文关键词：几种污水处理湿地脱氮效果研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：植物在污水处理湿地脱氮过程中具有重要直接作用,同时也为湿地微生物脱氮提供了良好的条件。污水处理湿地各种脱氮过程的活性受植物种类和季节性温度的影响,但对植物在污水处理湿地氮去除中的贡献还存在不同认识。研究植物在不同季节对污水处理湿地脱氮的影响,对污水处理湿地构建及脱氮效果提高有重要意义。本研究以菖蒲、香蒲、芦苇3种挺水植物为材料构建潜流型污水处理湿地系统,以同形式无植物湿地为对照(CK),通过春-夏、夏-秋两季间歇式均匀布水条件下的室外试验,研究不同季节植物的生长变化及植物、基质和微生物对污水中氮的去除效应,以进一步明确植物湿地的脱氮效果。取得以下结果:1、两季试验中,植物生物量及氮素吸收量随生长时间而增大。植物氮素吸收量与生物量及氮素含量显著正相关。春-夏季平均生物量积累大于夏-秋季,香蒲生物量及氮素积累量显著高于菖蒲和芦苇。芦苇生物量和累积量对季节变化的响应明显大于菖蒲和香蒲。2、两个试验季节,污水处理湿地湿地溶解氧(DO)含量波动变化,不同湿地系统出水DO浓度为春-夏季CK菖蒲湿地香蒲湿地芦苇湿地,夏-秋季CK菖蒲湿地芦苇湿地香蒲湿地;春-夏季湿地水体pH值先迅速上升后缓慢下降。夏-秋季,pH值先下降后上升。春-夏季,湿地系统出水DO和水体pH值均高于夏-秋季,说明温度越低,微生物活动耗氧量越少。3、污水处理湿地夏-秋季总氮(TN)去除率(90%以上)高于春-夏季,不同植物湿地TN去除率大小为春-夏季:芦苇湿地香蒲湿地菖蒲湿地CK,夏-秋季:香蒲湿地菖蒲湿地芦苇湿地CK。两个试验季节,污水处理湿地氨氮及总氮去除率与湿地水体pH、DO、NH4+-N、NO3--N、TN浓度极显著负相关;NH4+-N去除率与TN去除率极显著正相关,表明本试验的湿地设计可以满足不同温度下硝化和反硝化细菌的脱氮条件。4、各湿地系统夏-秋季基质TN含量略高于春-夏季,基质氮素吸附量为CK〉菖蒲湿地〉香蒲湿地〉芦苇湿地。春-夏季,湿地基质NH4+-N和NO3--N含量随时间呈先升高后降低的趋势,TN含量先波动后趋稳,夏-秋季,基质NH4+-N含量先升高后降低,NO3--N和TN含量无规律波动。5、两季试验中,湿地基质氨化细菌数量显著大于硝化和反硝化细菌,表明氨化细菌为污水处理湿地及植中的优势菌。但氨化细菌数量与TN去除率负相关,而亚硝化和反硝化细菌与NH4+-N及TN去除率正相关,表明硝化和反硝化过程对以氨态氮形态存在的氮的去除起重要作用。6、春-夏季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK湿地系统总氮去除总量分别为3.44 g、3.67g、3.76g和3.19g,其中基质吸附分别占36.74%%、26.11%、24.15%和42.57%,植物直接吸收分别占15.26%、41.30%、33.98%和0.00%,微生物分解的贡献分别为48.00%、32.65%、41.87%、57.43%。夏-秋生长季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK系统总氮去除总量分别为3.79 g、3.84g、3.70g和3.50g,其中基质吸附分别占28.50%、20.03%、20.76%和55.42%,植物直接吸收占6.96%、23.17%、8.15%和0.00%,微生物分解的贡献分别为65.54%、56.81%、71.09%和44.58%。整体来看,植物湿地的脱氮效率明显高于对照湿地,各脱氮途径对污水处理湿地氮去除的贡献率以微生物分解为最大,基质吸附其次,植物吸收的贡献最小,但春-夏试验季香蒲湿地以植物吸收为主要脱氮途径,对照系统夏秋试验季基质吸附脱氮超过微生物分解脱氮。
【关键词】：污水处理湿地 挺水植物 微生物 脱氮效果
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Summary5-9
• 第一章 前言9-17
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究进展（综述）10-15
• 1.2.1 污水处理湿地的发展与应用10-11
• 1.2.2 植物湿地研究11-13
• 1.2.3 污水处理湿地脱氮效果及影响因素研究13-15
• 1.3 研究目的及关键问题15-16
• 1.4 主要研究内容16
• 1.5 技术路线16-17
• 第二章 材料与方法17-20
• 2.1 试验区概况17
• 2.2 试验材料17-18
• 2.2.1 挺水植物17
• 2.2.2 湿地基质17
• 2.2.3 进水水质17-18
• 2.3 试验设计与控制18
• 2.4 测定指标及方法18-19
• 2.4.1 水质指标18-19
• 2.4.2 植物及基质指标19
• 2.5 数据分析19-20
• 第三章 结果与分析20-45
• 3.1 植物生长及吸氮量20-27
• 3.1.1 植物生长状况20-22
• 3.1.2 植物生物量22-24
• 3.1.3 植物氮素吸收量24-25
• 3.1.4 植物吸氮量及其与生物量和氮含量的相关性25-27
• 3.2 湿地基质土壤含氮量27-31
• 3.2.1 基质土壤铵态氮含量27-28
• 3.2.2 基质土壤硝态氮含量28-29
• 3.2.3 基质土壤总氮含量29-30
• 3.2.4 基质土壤氮素吸附量30-31
• 3.3 湿地微生物脱氮量31-36
• 3.3.1 脱氮微生物数量31-34
• 3.3.2 微生物氮素分解量34-35
• 3.3.3 微生物数量与湿地污水中各指标间的关系35-36
• 3.4 不同湿地脱氮效果36-39
• 3.4.1 氨氮（NH_4~+-N）去除率36-37
• 3.4.2 硝态氮（NO_3~--N）去除率37-38
• 3.4.3 总氮（TN）去除率38-39
• 3.5 不同脱氮途径的贡献率39-45
• 3.5.1 污水处理湿地系统总氮平衡39-40
• 3.5.2 湿地系统氮去除各途径贡献率40-41
• 3.5.3 水体DO和pH值对湿地脱氮效果的影响41-45
• 第四章 讨论与结论45-51
• 4.1 讨论45-48
• 4.1.1 污水处理湿地不同季节的脱氮效果45-46
• 4.1.2 湿地植物生长及对氮去除的贡献46-47
• 4.1.3 湿地基质对氮素去除的贡献47-48
• 4.1.4 脱氮微生物对湿地氮素去除的贡献48
• 4.2 结论48-51
• 参考文献51-56
• 致谢56-57
• 作者简介57-58
• 导师简介58

【参考文献】

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