原位生态净化集成系统对微污染河水净化效果研究

发布时间：2020-09-24 15:07

　　由于污水处理厂执行的排放标准与地表水环境质量标准存在差异,导致污水处理厂尾水排放入河后呈微污染状态,这类水体长期存在易造成水环境恶化等后果。虽然人工湿地等设施处理效果较好,但在土地面积有限、投资预算不高的地区,不能广泛推广应用,因此选择原位生态净化技术治理微污染河流,并开展研究十分必要。针对清oi河流域水体现状,本文研究原位净化集成技术对微污染水体净化效果与影响因素,以及总结水质净化模式,为此优选人工浮岛、生态河床和生态滤坝构建原位生态净化集成系统,利用污水厂二级出水为进水开展现场试验研究,研究主要结论如下:(1)通过对集成系统和单体技术净化效果受季节变化影响分析,结果显示:不同季节在河道进水流量为2400m~3/d时,人工浮岛、生态河床和生态滤坝对COD、NH_4~+-N、TP和TN去除率为0.86%~8.01%;集成系统面积约500m~2,HRT为2.8h,集成系统去除量为19.9~37.2、1.6~7.4、0.2~0.5和8.3~20.4g/m~2·d,季节变化对集成系统去除效果影响明显。不同季节进水水质NH_4~+-N和TN差异性显著,对集成系统去除量造成影响。温度随季节交替波动明显,微生物活性和生物量变化范围为0.037~0.6mg/g和5.76×10~7~1.112×10~9cells/g,夏季河道内脱氮微生物种属丰度高于其它季节,导致集成系统去除效果受到影响且出现差异。(2)分析研究不同进水流量下集成系统净化效果变化情况,试验发现:冬季进水流量为2400、800和400m~3/d时,集成系统对COD、NH_4~+-N、TP和TN去除率为14.3%~19%、7.8%~15.5%、6.3%~12.9%和13%~22.8%;流量变化显著影响NH_4~+-N、TP和TN去除效果。夏季进水流量为2400、1200和800m~3/d时,集成系统对COD、NH_4~+-N、TP和TN去除率为23.7%~26.62%、18.19%~21.7%、23.8%~37.86%和17.4%~23%;流量变化仅对NH_4~+-N去除效果影响显著。冬、夏季节相比,冬季集成系统去除效果易受流量变化影响。(3)结合单体技术、植物与微生物的分析研究,揭示氮、磷在集成系统内的变化情况,并建立一套水质净化模式,结论如下:夏季集成系统在进水流量800m~3/d、HRT为7h时,可去除TN约40.57g,人工浮岛、生态河床Ⅰ、生态滤坝Ⅰ和生态河床Ⅱ对TN的去除贡献约为15%、49%、8%和27%;冬、夏季集成系统在进水流量800m~3/d、HRT为7h时,可去除TP 2.779~6.271g,人工浮岛、生态河床Ⅰ、生态滤坝Ⅰ、生态河床Ⅱ和生态滤坝Ⅱ对TP平均去除贡献约为16%、37%、22%、19%和5%;生态河床在集成系统内呈现去除效果最好。根据现场试验河道集成系统不同季节与不同流量影响因素的研究,以水质净化和提高自净能力为目的,结合北方河道自身特点和净化需求,科学选择原位净化技术组合,合理搭配优势水生植物,运行条件优化调整,构建原位生态强化净化集成技术系统水质净化模式,可为类似河道治理提供技术和经验借鉴。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X52
【部分图文】：

人工水草,水芹菜,羊蹄,平均分配

2 季节变化下集成系统净化效果分析（2）试验装置人工浮岛装置如图 2.2（a）和（b）所示，共 10 组聚乙烯材质床体，每个床体规格为 1.5 1m，总面积为 15m2，冬季羊蹄和水芹菜分别种植 4 床体，其它植物平均分配种植；春、秋、夏季节，平均每种植物种植 2 床体；床体下方悬挂阿科蔓生态基（人工水草），共计 5m2。

河床,种植面积

图 2.2 人工浮岛装置Fig.2.2 Suspended ecological island device生态河床装置如图 2.3（a）~（b）所示，总长为 100m，包括生态河床Ⅰ、Ⅱ，底宽为 2.5~3m，砾石层厚约 0.1m，净水基质层厚约 0.5~0.1m，每个季节种植植物 60~80 株/m2，总种植面积为 80m2，生态河床Ⅰ种植面积为 30m2、生态河床Ⅱ种植面积为 50m2，不同河床段沉水植物分别平均面积种植。

原位生态净化集成系统对微污染河水净化效果研究

生态滤坝装置

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