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人工湿地处理小型海岛污水应用研究

黄兆华  
【摘要】:随着小型海岛上的居民逐渐增多,不仅会造成小型海岛上淡水资源的短缺,还会产生大量生产以及生活污水。如果不对这些污水进行处理直接排放到小型海岛附近的海水中,可能会超过小型海岛的环境承载力及其对污水的自净能力,使小型海岛的生态环境遭到破坏,这对小型海岛以及海洋的可持续发展是极为不利的。因此,加强对小型海岛污水的全面治理已经成为小型海岛建设中急需解决的问题。人工湿地系统具有良好的脱氮除磷效果,已经被证明是一种低投资、低能耗、低成本的新型污水处理技术,非常适合处理小型海岛上产生的污水。本文旨在针对小型海岛上产生的污水,设计切实可行的人工湿地处理小型海岛污水的应用模式,为小型海岛污水的处理与利用提供新的思路。选择小型海岛上常见的珊瑚砂为研究对象,通过研究珊瑚砂的结构和物理性质以及珊瑚砂、钢渣、沸石和砾石四种基质对磷和氨氮的等温吸附试验、吸附动力学试验以及基质柱动态吸附试验,考察珊瑚砂对污染物的吸附性能,评价珊瑚砂作为人工湿地基质处理小型海岛污水的可行性。选择小型海岛上常见的草海桐植物为研究对象,通过构建小型垂直流人工湿地系统,研究滨海植物草海桐作为人工湿地植物对小型海岛污水的处理效果,评价草海桐作为人工湿地植物处理小型海岛污水的可行性。通过对以上内容的研究,为人工湿地技术应用于处理小型海岛污水提供技术支持。主要结论如下:(1)通过珊瑚砂、钢渣、沸石和砾石四种基质的静态吸附试验可以得知,四种基质对磷的最大理论吸附量从大到小依次为:珊瑚砂基质沸石基质钢渣基质砾石基质,四种基质对氨氮的最大理论吸附量从大到小依次为:沸石基质珊瑚砂基质钢渣基质砾石基质,试验数据与Langmuir、Freundlich等温吸附模型和一级动力学、二级动力学模型的相关性很好,二级动力学模型能够更好地描述四种基质对磷的吸附动力学过程,一级动力学模型能够更好地描述四种基质对氨氮的吸附动力学过程。珊瑚砂内部微孔丰富,对磷的吸附性能良好,也具有一定吸附氨氮的能力,可以作为处理小型海岛污水的人工湿地基质使用。(2)通过珊瑚砂和砾石的基质柱动态吸附试验可以得知,与常用的人工湿地基质相比,珊瑚砂明显缩短了对污水中氨氮和磷等污染物的去除时间,具有更快的吸附速率以及更加高效的吸附性能。(3)草海桐可以提高人工湿地系统对污染物的去除效果,但是与常用的人工湿地植物相比,还有一定差距。草海桐是许多小型海岛上常见的植物,具有作为人工湿地植物的使用价值,可以在处理小型海岛污水时与其他人工湿地植物搭配使用。


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