收藏本站
《东华大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

崇明前卫村微污染水体的生态修复与基质研究

张小东  
【摘要】:本项目是上海市科委“崇明岛水资源保障与水体生态修复技术与示范”课题的子课题,项目编号:05dz12009。 作为崇明县乃至上海市的生态科技示范基地、“全球生态村500佳”之一的前卫村,其绿色辐射功能已经日趋突出,而随着旅游人数的日益增多,前卫村的景观湖——中心湖正逐渐呈现出可承载能力下降、受污染日益严重的问题,水质日益变坏。 针对这种情况,本文提出了用生态塘/人工湿地相结合的工艺对中心湖湖水进行处理的方案。这种复合工艺在国内外应用较少,作为一种新的尝试,我们进行了近一年的小试试验研究,初步掌握了有关塘/人工湿地系统的维护和管理措施。同时,有针对性地研究了崇明地区特定的气候、土壤条件下,复合生态系统对微污染湖泊水的处理效果与特性,分析了温度、进水浓度、水力负荷等因素对污染物去除效果的影响,为中试工程的正常运转提供了必不可少的经验。 长期的试验数据分析结果表明,水力停留时间为3天时,系统对微污染水体污染物的去除率较高,时间延长对去除效果并没有较大的影响。综合考虑水平流人工湿地、潜流人工湿地、生态塘/水平流人工湿地复合处理系统和生态塘/潜流人工湿地复合处理系统四种不同流态对中心湖湖水污染物的去除效果:对CODCr的去除率为10%~50%左右,对浊度的去处率在35%~90%之间,TN的浓度去除率为35%~55%,NH4+-N的浓度去除率为38%~44.2%,NO3--N的浓度去除率为25%~37%,TP的浓度去除率为56%~81%,TDP的浓度去除率为30%~44%。结果表明,四种处理单元对所测试项目的去除效果差别不大,说明四种处理系统对中心湖水的污染治理均能发挥有效的作用,为中试工程的设计提供了帮助。 小试试验模型中应用的陶粒是用河道底泥自己制备的,这一举措对减小环境污染、增加社会经济效益具有较好的作用,并且开辟了一条河道底泥处理、处置和资源化利用的新途径。 经过对河道底泥的主要化学成分、粒径分布、矿物成分以及重金属含量分析后结果表明:河道底泥的主要化学成分同粘土类原料比较接近,这为河道底泥制备陶粒提供了有利的依据;河道底泥中重金属含量和浸出液浓度均较高,但对其Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+、Hg+的分析结果表明底泥样品还不属于危险废物的范畴。 在综合考虑原料的化学组成及烧制陶粒对原料化学组成的要求的基础上,确定以河道底泥、生活污泥、广西白泥和水玻璃为原料制备底泥陶粒。通过正交试验确定制备底泥陶粒的最佳工艺条件和配比,即河道底泥:生活污泥:广西白泥:粘结剂=100:20:15:6,烧成温度为1140℃,保温时间为9Min。按照试验确定的最佳工艺条件进行试验所制备的底泥陶粒其比表面积为3.67m2/g,堆积密度为710 kg/m3,表观密度1517 kg/m3,孔隙率53%,耐冲刷强度在3MPa以上,与同类产品相比具有比表面积大,堆积密度低,孔隙率高的优点,是较好的生物膜载体,对有机物和氨氮有较强的吸附性能。 通过参考小试试验积累的经验和教训,并依据节约、高效的原则,中心湖水质处理采用生态塘/人工湿地复合处理系统,处理构筑物由中心湖北侧已经废弃的前卫村热带鱼养殖鱼塘改造而成,采用水平流与潜流相结合的方式构建,拟通过建立微污染水体的土地生态净化系统,实现对分散型微污染水体的净化和资源化,为应用土地处理系统建设“生态崇明”起到示范作用。 生态塘/人工湿地系统自2006年2月运行起至2008年3月运行2年多的时间来看,系统对浊度的去除为70%~94%,对CODCr的去除率为20%~47.6%,对总磷的去除率为50%~90%,对总氮的平均去除率为21.2%,系统出水浊度在8度以内,出水CODCr为20~36mg/L,出水总磷维持在0.10mg/L以内(达到地面水Ⅱ类水水平),总氮含量降至0.98~1.641mg/L,以上出水指标除总氮外均接近国家地表水Ⅲ类水质水平。由于硝化菌等世代周期长的微生物需要长期培养,且冬季运行,微生物受温度限制生长活性差,随着运行的进一步稳定,最佳运行条件的摸索、运行参数的控制,出水水质可望进一步提高。 本文创新点主要有以下五点: 1)首次将生态纤维作为“人工水草”应用于人工湿地的前处理; 2)将人工湿地与生态塘结合在一起作为一种新型的复合生态处理系统进行尝试,氧化塘系统作为人工湿地的前处理系统,通过对该系统小试及中试对中心湖水质处理情况的跟踪试验测定,探讨了温度、进水浓度,水力负荷等因素对污染物去除率的影响; 3)首次进行河道底泥制作轻质生态陶粒,并应用于人工湿地进行河道生态修复的循环经济研究; 利用崇明前卫村实验培训基地前中心河道受污染的底泥制备轻质陶粒,由于底泥主要受到生活污水和渔业养殖废水的影响,有机物含量较高,充分利用其本身有机物作发泡剂产生多孔,并将其应用于潜流式人工湿地,配合生态纤维的使用,去除NH4+-N及CODCr,净化水体,实现“以污治污”的目的。 4)首次研究人工湿地用多孔陶粒对潜质水流的影响; 研究将多孔陶粒应用于人工湿地,对传统湿地水流产生的影响。 5)零能耗水循环驱动系统与复合式人工湿地河水净化系统集成技术。 采用风车作为动力实现受污染水的提升。风车提供足够的动力,为生物接触氧化提供充足的氧。实现水域生态的合理布局,水产养殖鱼类的合理分层,保证鱼类与水生植物的合理共生。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐迎洲,阮晓红;城区河道底泥修复技术探讨[J];北方环境;2003年02期
2 李万庆,乔玉清,于秀玲,孙晓蓉;污水湿地处理工艺优化组合设计[J];城市环境与城市生态;2000年06期
3 王薇,俞燕,王世和;人工湿地污水处理工艺与设计[J];城市环境与城市生态;2001年01期
4 许春华,周琪,宋乐平;人工湿地在农业面源污染控制方面的应用[J];重庆环境科学;2001年03期
5 胡焕斌,周化民,王桂珍,冯俐,谢其明;人工湿地处理矿山炸药污水[J];环境科学与技术;1997年03期
6 权新军,金为群,李艳,张亚楠;改性天然沸石处理富营养化公园湖水样的实验研究[J];非金属矿;2002年01期
7 成水平,况琪军,夏宜琤;香蒲、灯心草人工湿地的研究──Ⅰ.净化污水的效果[J];湖泊科学;1997年04期
8 成水平,夏宜琤;香蒲、灯心草人工湿地的研究──Ⅱ.净化污水的空间[J];湖泊科学;1998年01期
9 高礼雄,胡曙光,丁庆军;高强粉煤灰陶粒的研制及其混凝土试配[J];桂林工学院学报;2002年02期
10 蒋展鹏,尤作亮,师绍琪,祝万鹏,管运涛;城市污水强化一级处理新工艺——活化污泥法[J];中国给水排水;1999年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘贵云;河道底泥资源化—新型陶粒滤料的研制及其应用研究[D];东华大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 聂发辉;人工湿地中新型填料净化污水能力的研究[D];中南林学院;2003年
2 宋春霞;人工湿地处理城市生活污水的应用与机理研究[D];大连交通大学;2004年
3 唐峰;塘/湿地生态系统对微污染水体的去除机制研究[D];东华大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 封丹;严群;李健昌;赖兰萍;韩磊;黄俊文;罗仙平;;生活污水土地处理技术[J];四川有色金属;2009年01期
2 钱光毅;;城市污泥的一种全新处理方式[J];四川建筑科学研究;2009年04期
3 蒯圣龙;尹程;;厌氧-复合人工湿地工艺处理农村生活污水研究[J];安徽广播电视大学学报;2012年02期
4 王艳芹;袁长波;边文范;姚利;李国生;张昌爱;刘英;;砂滤池系统处理北方农村生活污水试验研究[J];山东农业科学;2010年08期
5 张波;彭书传;;有机改性凹凸棒石吸附活性艳蓝KN-R的热力学研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
6 李昂,楼菊青;聚合氯化铝(PAC)在啤酒废水处理中的应用[J];安徽化工;2005年01期
7 胡小兵;管留忠;钟梅英;;微滤膜工艺处理自来水生产废水试验研究[J];安徽化工;2008年04期
8 袁征;徐建平;;乡镇生活污水水体高效氨氮降解菌株的筛选[J];安徽工程大学学报;2011年02期
9 王健;;表面流人工湿地污水处理技术应用探讨[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
10 彭继峰;汤利华;马凯;;人工湿地处理小流域地表径流污染工程设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔康平;周元祥;许为义;彭书传;;人工快速渗滤技术及其水处理应用[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 笪春年;;高校校园中水回用探析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 李琳娜;邵孝侯;李铃君;刘钰;黄万勇;朱亮;吴七斤;徐征;;南京淳东灌区WRSIS湿地子系统的改进及其减污效应研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
4 张建强;李倩囡;许文来;;人工快速渗滤系统工程实践分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
5 唐谋生;张立柱;余雷;;对治理与净化水体砷污染的探讨[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
6 陈小敏;王梅;;人工湿地污水处理系统的研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
7 张冬梅;刘文莉;陈英旭;;人工湿地污水处理系统运行与管理中相关问题分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
8 袁惠萍;彭昌盛;王震宇;;中国北方新兴村镇生活污水预处理工艺选择——以青岛北龙口村污水处理工艺选择为例[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
9 黄龙;韩春元;田娟;刘杰;;不同处理能力人工湿地净化效果的比较[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
10 王振龙;柏菊;刘猛;;安徽淮北地区地下水资源开发利用潜力分析评价[A];地下水开发利用与污染防治技术专刊[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈旭升;中国水资源配置管理研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
3 刘绍根;城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
5 秦统福;内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究[D];华东理工大学;2011年
6 邓文义;污泥间接式干化机理及处置过程中污染物排放特性研究[D];浙江大学;2009年
7 袁志宇;常温下生活垃圾渗滤液处理工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
8 李淑兰;人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究[D];中南林业科技大学;2007年
9 赵芳;蛭石—水溶液体系中锌、镉离子吸附特性与离子吸附理论[D];中南林业科技大学;2007年
10 朱四喜;人工湿地中生物多样性与生态系统功能关系研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 楚伟伟;波形潜流人工湿地处理模拟生活污水的研究[D];郑州大学;2010年
2 田立;土壤渗滤处理小城镇污水的试验研究[D];郑州大学;2010年
3 文婷;沸石吸附与化学沉淀法联用处理氨氮废水研究[D];郑州大学;2010年
4 侯亚辉;A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工艺处理城市污水比较研究[D];郑州大学;2010年
5 郭姣;UCT工艺脱氮除磷运行优化试验与研究[D];郑州大学;2010年
6 李石磊;A~2/O~2在工艺不同运行方式下的脱氮试验研究[D];郑州大学;2010年
7 王春霞;泰安水资源可持续利用研究[D];山东农业大学;2010年
8 吴菲菲;流域内产业间生态补偿机制研究[D];山东农业大学;2010年
9 王伟锋;蔬菜(大蒜)加工废水资源化利用研究[D];山东农业大学;2010年
10 周玉亮;枣庄市生态农业区划与模式研究[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冉星彦;浅论城市水环境的治理[J];北京水利;2001年04期
2 王利平,崔永亮,康文庆,云尚福;石英砂均质滤料过滤性能的试验研究[J];包头钢铁学院学报;2001年02期
3 黄继昌;苏州河污染底泥处置对策[J];船舶;1997年01期
4 程树培;应用人工湿地生态系统处理中小城市排放废水[J];城市环境与城市生态;1989年01期
5 李万庆,乔玉清,于秀玲,孙晓蓉;污水湿地处理工艺优化组合设计[J];城市环境与城市生态;2000年06期
6 王薇,俞燕,王世和;人工湿地污水处理工艺与设计[J];城市环境与城市生态;2001年01期
7 王宝贞,王琳,杨鲁豫,万玉衡;生态塘——简易高效的污水处理技术设计应用[J];城市环境与城市生态;1998年02期
8 王德龙,张玉惠,张震,王淑琴;自由水面湿地系统的微生物活性及其变化规律[J];城市环境与城市生态;1998年S1期
9 陈博谦,王星,尹澄清;湿地土壤因素对污水处理作用的模拟研究[J];城市环境与城市生态;1999年01期
10 王罗春,李华,赵由才,陆雍森;垃圾填埋场渗滤液回灌及其影响[J];城市环境与城市生态;1999年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋铁红,林英姿,彭举威,崔玉波,韩相奎,王翠兰;潜流人工湿地处理污水特性[J];吉林建筑工程学院学报;2003年04期
2 岳春雷,王华胜,高瞻,唐宇力,樊梅英,赵可欣,葛滢,常杰;人工湿地循环净化杭州植物园玉泉观鱼池水效果分析[J];浙江林业科技;2002年04期
3 尹连庆,张建平,董树军,何凤鸣;粉煤灰基质人工湿地系统净化污水的研究[J];华北电力大学学报;1999年04期
4 吴振斌,梁威,成水平,贺锋,傅贵萍,陈辉蓉,邓家齐,詹发萃;人工湿地植物根区土壤酶活性与污水净化效果及其相关分析[J];环境科学学报;2001年05期
5 梁威,吴振斌,詹发萃,邓家齐;人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化[J];湖泊科学;2004年04期
6 毕晓伊,许晓毅,孙佩石,侯长定;国内利用水生生物治理废水技术及其发展[J];云南环境科学;2003年04期
7 于宏兵,张万友;水解酸化/活性污泥法/人工湿地处理污水[J];中国给水排水;2004年12期
8 孙燕;;婺源晓起景区污水的人工湿地处理技术的研究[J];江西化工;2007年01期
9 严立,刘志明,陈建刚,何圣兵,吴德意,孔海南;潜流式人工湿地净化富营养化景观水体[J];中国给水排水;2005年02期
10 吴振斌,陈辉蓉,贺锋,成水平,付贵萍,金建明,邱东茹,任明迅;人工湿地系统对污水磷的净化效果[J];水生生物学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 常高峰;;人工湿地水处理技术生态价值的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
2 ;水循环处理与园林景观的融合——以郑州市郑东新区人工湿地公园为例[A];中国公园协会2009年论文集[C];2009年
3 李德斌;李建;刘正实;段秋宴;;基于人工湿地的组合式无能耗污水处理技术及工程示范[A];2011中国可持续发展论坛2011年专刊(二)[C];2011年
4 黄龙;韩春元;田娟;刘杰;;不同处理能力人工湿地净化效果的比较[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
5 周祖光;;人工湿地处理小城镇污水在海南的发展前景[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
6 陈小敏;王梅;;人工湿地污水处理系统的研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
7 陈亚男;胡荣祥;郭宗楼;;人工湿地技术在控制农业面源污染中的应用[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(下)[C];2010年
8 周文敏;肖华;喻曼;许育新;符建荣;;人工湿地技术在农村生活污水处理中的研究进展[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
9 左文涛;康苏花;;人工湿地污水处理技术及其应用[A];《河北环境科学》-华北五省市环境科学学会第十七届年会论文集[C];2011年
10 王黄金;乔亮亮;;人工湿地污水处理技术及应用前景[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 董仁杰;人工湿地净化机理[N];中国水利报;2010年
2 本报记者 徐琦;问渠哪得清如许 人工湿地活水来[N];中国环境报;2004年
3 徐琦;人工湿地:清渠活水自尔来[N];中国房地产报;2004年
4 记者 蒋贵有 通讯员 夏德喜;玉溪人工湿地建设全国领先[N];云南日报;2004年
5 本报记者 宗宝泉 通讯员 姜宝泉;人工湿地处理生活污水作用有多大?(下)[N];科技日报;2011年
6 王威克;经营管理及生态系恢复成交流重点[N];中国渔业报;2009年
7 胡崇良;昆阳磷矿人工湿地处理污水效果好[N];中国化工报;2010年
8 记者 邓建华;我省开始推行城镇人工湿地技术[N];海南日报;2007年
9 桐庐记者站 程大鹏记者 陈玮 桐庐记者站 裘一琳;上面养花种草 下面过滤污水[N];杭州日报;2007年
10 记者 苏晓梅;获国家千万元资金支持[N];天津日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张小东;崇明前卫村微污染水体的生态修复与基质研究[D];东华大学;2010年
2 练建军;人工湿地基质植物除钼机理与效能研究[D];大连理工大学;2012年
3 修春海;人工湿地预处理引黄水库水的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 肖海文;城市径流特征与人工湿地处理技术研究[D];重庆大学;2010年
5 金晖;城市化过程中人工湿地去污模式与强化技术研究[D];北京林业大学;2013年
6 司万童;人工湿地构建及其对污染的黄河灌溉水处理效应[D];兰州大学;2011年
7 刘冬;人类—自然耦合系统中生产和分解子系统功能强化研究[D];浙江大学;2011年
8 许兵;人工湿地深度处理污水处理厂二级出水试验研究[D];山东大学;2013年
9 林艳;梯级渗滤人工湿地处理城市污水试验研究[D];重庆大学;2012年
10 陈明辉;人工湿地系统氯离子分布特征及其综合生态效益研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢守波;微电场—人工湿地耦合系统处理重金属废水初探[D];东华大学;2011年
2 肖婷;寒冷地区人工湿地基质的筛选及净化效能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 温小鹏;污水厂升级改造人工湿地深度处理技术研究[D];武汉理工大学;2010年
4 安丽娜;厌氧发酵与人工湿地组合处理小城镇污水的效能研究[D];重庆大学;2010年
5 刘峰;复合式人工湿地处理小城镇生活污水的研究[D];北京林业大学;2011年
6 张键;人工湿地处理源水中两种典型POPs物质的效果研究[D];扬州大学;2010年
7 刘波;农田径流人工湿地处理中磷的去除研究[D];西南大学;2010年
8 张蔚;修复富营养化水体的植物筛选与人工湿地基质净化性能比较[D];东北师范大学;2010年
9 马源;人工湿地生态系统对高速公路服务设施生活污水处理研究[D];长安大学;2010年
10 奉小忧;人工湿地植物的筛选及其治污效果试验研究[D];湖南农业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026