木屑生物炭生物滞留高效填料研制与参数优化研究

发布时间：2023-05-13 03:47

　　采用木屑生物炭对传统生物滞留填料进行改良,可以有效提升生物滞留系统的调控能力,将生物炭应用于生物滞留的前景十分光明。本文从改良填料研制、改良填料生物滞留系统调控效果试验分析、改良填料生物滞留设施结构参数优化三个方面系统的进行研究。本研究以木屑作为原料,在不同制备方案下得到15种木屑生物炭,通过对其进行理化性质检测和产率分析,结合层次分析法,从中优选出木屑生物炭最佳制备方案,在此基础上,向传统生物滞留填料(Bioretention Soil Media,BSM)中以2%、5%和8%(w/w)三种比例添加木屑生物炭,通过对其水文特性、水质净化能力以及成本进行分析,结合层次分析法,从中优选出木屑生物炭最佳添加比例。以种植土、BSM、BSM+5%给水厂污泥(Water Treatment Residue,WTR)(w/w)和 BSM+5%木屑生物炭(w/w)作为填料搭建1#、2#、3#和4#四个生物滞留柱小型试验装置,设计8场人工模拟降雨试验进行监测研究。基于小型试验监测数据,利用修正的Morris分类筛选法对Hydrus-1D模型参数进行敏感性分析,根据各参数的敏感性高低,对Hydrus-1...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 生物炭
        1.2.2 生物滞留设施研究进展
        1.2.3 模拟优化软件
    1.3 存在问题及不足
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 木屑生物炭改良填料研制
    2.1 木屑生物炭的制备
    2.2 木屑生物炭理化性质检测与分析
    2.3 木屑生物炭最佳制备方案优选
        2.3.1 层次分析法
        2.3.2 检测数据标准化处理
        2.3.3 权重计算
        2.3.4 多目标决策体系评价
    2.4 木屑生物炭最佳添加比例优选
        2.4.1 三种改良填料各项评价准则测定
        2.4.2 三种改良填料各项评价准则数据分析
        2.4.3 实验数据标准化处理
        2.4.4 权重计算
        2.4.5 多目标决策体系评价
    2.5 本章小结
3 生物滞留小型试验
    3.1 试验装置搭建
    3.2 实验方案
        3.2.1 生物滞留柱结构设计
        3.2.2 进水水量设计
        3.2.3 雨型设计
        3.2.4 进水水质设计
        3.2.5 试验方案设计
        3.2.6 取样与水质检测方法
    3.3 数据分析方法
    3.4 生物滞留柱物理特性测定
    3.5 生物滞留柱对人工模拟降雨水量的调控效果
    3.6 生物滞留柱对人工模拟降雨水质的调控效果
        3.6.1 生物滞留柱污染物出水浓度分析
        3.6.2 生物滞留柱污染物出水负荷分析
    3.7 本章小结
4 小型试验模拟与生物滞留系统结构参数优化
    4.1 模拟优化软件简介
    4.2 参数敏感性分析
        4.2.1 修正的Morris分类筛选法
        4.2.2 敏感性分析对象
        4.2.3 参数敏感性分析结果
    4.3 模型关键参数的率定和验证
        4.3.1 评价指标
        4.3.2 模型率定验证步骤
        4.3.3 率定和验证结果与分析
    4.4 生物滞留系统结构参数优化
        4.4.1 试验方案设计
        4.4.2 方差检验与回归分析
        4.4.3 生物滞留系统结构参数优化
    4.5 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3815236