水培植物净化床对二级生化出水的深度脱氮除磷研究

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随着国家或地方对城镇污水处理厂出水标准要求的提高,很多污水处理厂出水氮磷指标难以达到相关标准要求,需对其出水进行深度脱氮除磷。本论文以处理生活污水的二级生化设施出水作为研究对象,采用室内水平式水培植物净化床系统,探讨不同季节各水培植物系统对污水中TN、TP的去除效果。主要研究结果如下:夏秋季,水培水稻系统适宜处理TN浓度为5mg/L20mg/L、TP浓度为1.5mg/L2mg/L的进水;水培空心菜系统适宜处理TN浓度为20mg/L25mg/L、TP浓度为0.4mg/L1.5mg/L的进水。秋冬季,水培空心菜系统、水培莴笋系统和水培芹菜系统对污水中TN、TP去除效果的比较显示:水培芹菜系统对进水中TN的去除效果最好;当TP浓度为0.3mg/L1mg/L时,水培芹菜系统对进水中TP的去除效果最好;当TP浓度为1mg/L1.9mg/L时,水培莴笋系统对进水中TP的去除效果最好。冬季,水培吊兰系统和水培吉祥草系统对污水中TN、TP的去除效果较差,不宜选作深度脱氮除磷用水培植物。冬季,四级水培芹菜系统的各级对污水的TN、TP和CODCr均有去除效果,增加水培系统级数可增加系统对污水中TN、TP的去除效果,但系统第一级对CODCr的去除率与整个系统对CODCr的去除率基本相同,增加水培级数难以增加整个系统对CODCr的去除效果;三种HRT和两种种植密度下,四级水培芹菜系统对污水中TN、TP去除效果的研究显示:HRT为8h、种植密度为全种植时,系统对污水中TN、TP和CODCr的去除效果最好;即增加HRT或适当增加种植密度,可提高水培芹菜系统对污水中TN、TP的去除效果;四级水培芹菜系统对污水中TN、TP的去除主要源于微生物及其他作用,芹菜对氮磷的吸收作用次之,沉淀作用对氮磷去除的占比最少。夏秋季水培空心菜系统、水培水稻系统,秋冬季水培空心菜系统、水培莴笋系统和水培芹菜系统均有去除污水中TN、TP的能力,且秋冬季水培芹菜系统对污水中TN、TP去除效果较好,适宜选择芹菜作为深度脱氮除磷用水培植物。冬季,吊兰和吉祥草均可在水培环境下正常生长,虽水培吊兰系统和水培吉祥草系统对污水中TN、TP的去除能力较差,但可用作污水厂的景观提升。
摘要第4-6页
abstract第6-7页
1 绪论第12-21页
    1.1 研究背景第12-13页
    1.2 国内外污水脱氮除磷技术研究现状第13-18页
        1.2.1 人工湿地技术第13-14页
        1.2.2 生态浮床技术第14-16页
        1.2.3 深度脱氮除磷技术第16-17页
        1.2.4 水培植物系统脱氮除磷技术第17-18页
    1.3 水培植物净化床思路的提出第18页
    1.4 本课题的研究目标、研究内容、研究方法和技术路线第18-21页
        1.4.1 研究目标第18页
        1.4.2 研究内容第18-19页
        1.4.3 研究方法和技术路线第19-21页
2 夏秋季水培空心菜系统和水培水稻系统对TN、TP的去除效果第21-30页
    2.1 材料与方法第21-23页
        2.1.1 试验装置第21-22页
        2.1.2 试验用水第22-23页
        2.1.3 供试植物和实验时段第23页
        2.1.4 分析项目及检测方法第23页
    2.2 结果与讨论第23-28页
        2.2.1 水培期间空心菜、水稻生长状况第23-24页
        2.2.2 水培空心菜系统和水培水稻系统对TN去除效果的比较第24-26页
        2.2.3 水培空心菜系统和水培水稻系统对TP去除效果的比较第26-28页
    2.3 本章小结第28-30页
3 秋冬季水培空心菜、莴笋和芹菜系统对TN、TP的去除效果第30-38页
    3.1 材料与方法第30-32页
        3.1.1 试验装置第30页
        3.1.2 试验用水第30-31页
        3.1.3 供试植物和实验时段第31页
        3.1.4 分析项目及检测方法第31-32页
    3.2 结果与讨论第32-36页
        3.2.1 水培期间空心菜、莴笋和芹菜的生长状况第32页
        3.2.2 水培空心菜系统、莴笋系统和芹菜系统对TN去除效果的比较第32-35页
        3.2.3 水培空心菜系统、莴笋系统和芹菜系统对TP去除效果的比较第35-36页
    3.3 本章小结第36-38页
4 冬季水培吊兰系统和水培吉祥草系统对TN、TP和COD_(Cr)的去除效果第38-47页
    4.1 实验材料与方法第38-39页
        4.1.1 实验装置第38页
        4.1.2 实验用水第38-39页
        4.1.3 供试植物和实验时段第39页
        4.1.4 分析项目及监测方法第39页
    4.2 结果与讨论第39-46页
        4.2.1 吊兰和吉祥草生长状况第39-40页
        4.2.2 水培吊兰系统和水培吉祥草系统对TN的去除效果第40-42页
        4.2.3 水培吊兰系统和水培吉祥草系统对TP的去除效果第42-44页
        4.2.4 水培吊兰系统和水培吉祥草系统对COD_(Cr)的去除效果第44-46页
    4.3 本章小结第46-47页
5 冬季四级水培芹菜系统不同级数对TN、TP和COD_(Cr)的去除效果第47-58页
    5.1 材料与方法第47-48页
        5.1.1 试验装置第47页
        5.1.2 试验用水第47-48页
        5.1.3 供试植物和实验时段第48页
        5.1.4 分析项目及检测方法第48页
    5.2 结果与讨论第48-56页
        5.2.1 水培期间各级芹菜生长状况第48-49页
        5.2.2 四级水培芹菜系统各级对TN的去除效果第49-52页
        5.2.3 四级水培芹菜系统各级对TP的去除效果第52-55页
        5.2.4 四级水培芹菜系统各级对COD_(Cr)的去除效果第55-56页
    5.3 本章小结第56-58页
6 冬季不同水力停留时间、种植密度对水培芹菜系统去除TN、TP和COD_(Cr)的影响第58-69页
    6.1 材料与方法第58-60页
        6.1.1 试验装置第58页
        6.1.2 试验用水第58-59页
        6.1.3 供试植物、水力停留时间及种植密度第59页
        6.1.4 分析项目及监测方法第59-60页
    6.2 结果与讨论第60-68页
        6.2.1 芹菜生长情况第60-61页
        6.2.2 三种不同水力停留时间下水培芹菜系统对TN的去除效果第61-62页
        6.2.3 三种不同水力停留时间下水培芹菜系统对TP的去除效果第62-64页
        6.2.4 三种不同水利停留时间下水培芹菜系统对COD_(Cr)的去除效果第64-65页
        6.2.5 两种不同种植密度下水培芹菜系统对TN去除效果的比较第65-66页
        6.2.6 两种不同种植密度下水培芹菜系统对TP的去除效果第66-67页
        6.2.7 两种不同种植密度下水培芹菜系统对COD_(Cr)去除效果第67-68页
    6.3 本章小结第68-69页
7 水培植物系统各脱氮除磷作用的贡献初探第69-80页
    7.1 材料与方法第69-72页
        7.1.1 实验材料第69-70页
        7.1.2 实验方法第70-72页
        7.1.3 分析项目及检测方法第72页
    7.2 结果与讨论第72-79页
        7.2.1 水培系统的污泥对污水中TN、TP、NH3-N和COD_(Cr)的影响第72-75页
        7.2.2 沉淀物中的氮磷含量第75页
        7.2.3 水培期间芹菜吸收去除的氮磷量第75-76页
        7.2.4 四级水培芹菜系统中亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量分布第76-77页
        7.2.5 水培芹菜系统各因素对污水中TN、TP去除的贡献第77-79页
    7.3 本章小结第79-80页
结论第80-83页
    1 主要结论第80-81页
    2 创新点第81页
    3 展望第81-83页
致谢第83-84页
参考文献第84-89页
攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果第89页
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