發(fā)布時間：2020-05-27 19:46

【摘要】：人工濕地是指人為的構(gòu)建工程,通過對天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能進行模擬,進一步放大濕地對水質(zhì)凈化的作用,通過設(shè)置不同的高度差與地形,構(gòu)造與實際地形相協(xié)調(diào)的濕地植物系統(tǒng)。人工濕地通過種植相關(guān)對污水中污染物富集能力較強的植物類別,例如蘆葦、菖蒲及美人蕉等水生植物,并控制污水在一定方向上的流動,在控制污水按一定方向流動的過程中,通過水生植物、土壤、基質(zhì)及微生物的相互關(guān)聯(lián),物理、化學及生物三方面的協(xié)同作用,使污水水質(zhì)得到提升與凈化。本研究擬采用改性火山巖材料作為表面流濕地基質(zhì),對火山巖進行磁化及碳化改性,并與普通未改性火山巖進行比較分析,對改性火山巖作濕地基質(zhì)對人工濕地生態(tài)系統(tǒng)進行試驗研究。(1)對火山巖進行改性試驗,主要包括磁化與碳化改性。本實驗采用共沉淀法對火山巖進行表面改性,傳統(tǒng)的共沉淀法是將Fe~(2+)和Fe~(3+)混合溶液在溫度為70℃、pH為11的條件下反應生成Fe_3O_4懸浮液,將火山巖置于溶液中充分混合后,取出沖洗至表面呈中性,放入烘箱中105℃下干燥3 h。進一步選作為人工濕地基質(zhì)進行相關(guān)試驗研究。(2)以常規(guī)火山巖、磁化火山巖及碳化火山巖作為濕地基質(zhì),進行濕地掛膜試驗,通過測試藻生物膜的相關(guān)性指標,包括藻生物膜的EPS及DHA等指標,比較出三種濕地基質(zhì)材料對濕地藻生物膜表面微生物活性及胞外分泌物影響較優(yōu)的組別,并考察三種濕地基質(zhì)的相關(guān)物理指標,包括基質(zhì)比表面積、孔隙度及容水率等指標。分析結(jié)果表明碳化火山巖對濕地藻生物膜的作用效果稍優(yōu)于其他兩個試驗組別。(3)不同運行條件下對污水中N、P等污染物的削減效果試驗:通過模擬運行人工濕地單元,利用三種不同濕地火山巖材料作為基質(zhì),在不同的水力條件及水深條件下,考察基質(zhì)對濕地藻生物膜的生長影響,并分析進水水質(zhì)中NH4+-N、TP、TN及COD_(Mn)及的變化情況。試驗結(jié)果表明:在使用不同性質(zhì)火山巖作為人工濕地基質(zhì)填料時,在水力負荷0.10m/d,三個試驗組別的NH4+-N、TP、TN及COD_(Mn)的平均去除率分別為28.17%、38.20%、26.36%和24.89%。分析結(jié)果表明:一級動力學方程、雙常數(shù)方程及Elovich方程三種方程式均能很好的描述三種火山巖基質(zhì)在不同濃度磷溶液中對磷的吸附狀況,其中Elovich方程可以更好的描述火山巖對磷的吸附過程,相關(guān)性系數(shù)達0.95以上。(4)研究三種不同的濕地基質(zhì)在不同的水力條件下對濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響:通過測定濕地模擬系統(tǒng)中水生植物的葉綠素指標、過氧化氫酶(CAT)指標及過氧化物酶(POD)指標,考察不同基質(zhì)在不同濕地運行條件下對濕地水生植物的影響。試驗結(jié)果表明:以磁化火山巖材料作為濕地基質(zhì),在水力負荷為0.25m/d,水深25cm的運行條件下,對濕地水生植物生長表現(xiàn)出一定的脅迫作用。通過觀察不同運行條件下濕地模擬裝置中附著藻類及浮游藻類的生長狀況,結(jié)果表明:在使用三種不同的火山巖材料作為基質(zhì),濕地模擬裝置中附著藻類及浮游藻類豐富度無明顯變化,在不同運行條件中,藻類的數(shù)目含量有輕微波動。對濕地底棲動物種類及數(shù)目無明顯影響。
【圖文】：

1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 表面流人工濕地的研究表面流人工濕地是人工打造的最接近自然濕地的濕地形式[18]，主要由帶孔補水管、集水槽、植物洼地及隔水層組合而成，，污水從濕地表面緩慢流過，污水中的污染物，例如總氮、總磷、氨氮及 CODMn等通過基質(zhì)-植物-微生物的聯(lián)合作用去除[19]，表面流人工濕地的基質(zhì)類型主要包括火山巖、鋼渣等吸附性較好的材料[20]。表面流人工濕地的植物主要是蘆葦、黃菖蒲、美人蕉等既具有觀賞性，由具有對水體污染物有良好凈化效果的水生植物[21]。表面流人工濕地的基質(zhì)對污水的凈化作用主要通過物理、生物及化學三重作用，具體上包括過濾、吸附、離子交換、植物吸收及微生物分解等作用[22]，達到對水體污染物的凈化。與此同時，污水中所含的大量氮磷元素可以對人工濕地植物的生長提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)，促進其生長[23]。

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【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2684044