地下人工湿地污水处理系统及其应用

地下人工湿地污水处理系统及其应用

一、潜流型人工湿地污水处理系统及其应用(论文文献综述)

吕瑞源[1](2021)在《潮间带底泥强化人工湿地处理含盐废水的年际变化特征研究》文中研究说明本研究以间歇流潜流型人工湿地为研究对象,将潮间带底泥(IWS)作为外源复合微生物接种源添加到人工湿地基质中,通过微生物强化技术来提升人工湿地对含盐废水的处理效果。分别设置引入IWS的实验组(IWS强化型人工湿地)和未添加IWS的对照组(对照组人工湿地),进水为模拟含盐废水(盐浓度为:150 mg/L Na Cl)。在人工湿地的长期运行状态下(三年),解析实验组和对照组人工湿地处理含盐废水时对总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、化学需氧量(COD)的去除效率差异及长期运行效果。同时,通过研究两种人工湿地在运行过程中基质微生物和根际微生物的差异,探讨微生物群落组成在污染物去除中的年际变化机理。最后,通过解析两组人工湿地中功能微生物的种类和数量,明确IWS作为微生物接种源,对人工湿地的污水处理性能的影响,从长期运行的角度论证微生物强化型人工湿地技术在处理含盐废水应用中的可行性。实验结果表明:(1)IWS强化型人工湿地对含盐废水中TP的年平均去除率为86.48%±7.08%,这显着高于对照组人工湿地(79.80%±6.47%,p<0.05)。经过三年的长期运行,IWS强化型人工湿地对含盐废水TP的去除率趋于稳定值(>90%),而对照组人工湿地的TP去除率却显着下降(<70%,p<0.05)。这表明,将IWS引入人工湿地系统中可以显着提高人工湿地的TP去除能力;这种外源接种物在人工湿地中经长期运行后依然具有积极作用。(2)实验组和对照组人工湿地对污水中NH4+-N的去除率均可达到90%以上,这表明受试人工湿地系统在处理本实验中所涉及的污水种类时均可达到理想的NH4+-N去除效果。虽然没有数据上的显着差异(p>0.05),但在处理含盐废水时,IWS强化型人工湿地表现出更高的年平均NH4+-N去除率(94.50%±1.33%)。在装置运行的第三年,对照组人工湿地的NH4+-N去除率呈现下降趋势(<93%),而IWS强化型人工湿地对污水中NH4+-N的去除率依然在96%以上。IWS作为外源接种物可以在一定程度上改善NH4+-N的降解过程和人工湿地性能的稳定性,从而实现更高的NH4+-N去除效率。(3)与对照组人工湿地相比(56.94%±6.74%),IWS强化型人工湿地对污水中COD的去除率具有显着优势(70.84%±5.54%,p<0.05)。在长期运行过程中,两组人工湿地对COD的去除率逐渐趋于稳定状态,但IWS强化型人工湿地对污水中COD的净化优势依然显着(p<0.05)。这证明IWS外源微生物接种技术可以有效提高人工湿地对污水中COD的降解能力和性能稳定性。(4)在IWS强化型人工湿地的基质和根际环境中,均观察到大量嗜盐细菌的存在(如Proteobacteria门和Chloroflexi门),这些嗜盐细菌占到人工湿地总细菌生物量的30%以上。在三年运行期间,IWS强化型人工湿地中Proteobacteria门和Chloroflexi门的相对丰度一直处于所有装置中的最高值(>20%),这表明IWS作为微生物引物将更适宜高盐浓度环境的嗜盐菌引入到了人工湿地系统中;这些外源嗜盐菌经过长期的群落演替逐渐代替原有微生物种群占据优势生态位,提高了人工湿地对含盐废水的抗胁迫能力和对污染物的降解能力。(5)IWS强化型人工湿地中的优势基质微生物多以反硝化菌(如Anaerolineaceae)、异养厌氧菌(如Actinobacteria和Gammaproteobacteria)、反硝化聚磷菌(如Pseudomonadaceae)为主。在三年运行期间,IWS强化型人工湿地中的这些功能微生物的相对丰度与对照组人工湿地相比一直具有显着优势(p<0.05)。这些优势微生物通过细胞内的反硝化过程、无氧呼吸过程、和厌氧聚磷过程可以有效降低污水中NH4+-N、COD和TP指标的含量。(6)IWS强化型人工湿地的根际环境中发现了含量丰富的光合细菌(如Chloroplast)、好氧聚磷菌(如Alphaproteobacteria)、硝化细菌(如Anaerolineaceae)和植物共生菌(如Rhodobacteraceae和Rhizobiaceae)。随着装置的持续运行,IWS强化型人工湿地中的优势根际微生物的相对丰度逐年增高,而对照组人工湿地中这些微生物的相对丰度却显着下降(p<0.05)。这些微生物可以在好氧条件下通过光合过程、好氧聚磷过程、硝化过程和类植物激素调节过程来提高人工湿地根际区域的氧气含量、有机物降解速率和植物抗盐胁迫能力。(7)IWS强化型人工湿地中的功能微生物在属水平上以Candidatus、Nitrospira、Psedomonas、Bryobacter和Arthrobacter为主,这些功能属微生物各自在氮去除、磷去除、COD去除方面都有着优良表现。通过提高功能微生物的数量,IWS增强了人工湿地系统在长期处理含盐废水时的运行性能和耐受度。

熊维霞[2](2021)在《不同基质人工湿地对复合重金属污水的处理研究》文中提出基质作为人工湿地的主要组成部分,是提高人工湿地净化能力的关键,因此选择合适的基质对人工湿地处理重金属污水具有决定性作用。据此,本研究通过设置生物炭和沸石对复合重金属污水的吸附实验,探究生物炭和沸石对多种重金属的吸附特性和吸附能力;通过温室模拟实验,添加沸石和生物炭等基质,构建对照-人工湿地(全砾石)、沸石-人工湿地(30%沸石+70%砾石)、生物炭-人工湿地(30%生物炭+70%砾石)和沸石+生物炭-人工湿地(15%沸石+15%生物炭+70%砾石)(简称沸生-人工湿地)四组人工湿地系统,进行长期出水水质观测,以此研究不同基质人工湿地对复合重金属污水的长期处理效果及重金属在人工湿地的流向和分布;并通过改变基质填充配比,探索优化人工湿地构造,提高污水的处理效果,通过设置生物炭和沸石不同配比,构建对照-人工湿地(全沸石)、10%生物炭+90%沸石-人工湿地(简称10%生-人工湿地)、20%生物炭+80%沸石-人工湿地(简称20%生-人工湿地)、30%生物炭+70%沸石-人工湿地(简称30%生-人工湿地)、40%生物炭+60%沸石-人工湿地(简称40%生-人工湿地)和50%生物炭+50%沸石-人工湿地(简称50%生-人工湿地),以此探究不同基质配比对复合重金属污水的去除效果。根据人工湿地出水水质以及植物、基质和沉积物中重金属含量,综合生物炭和沸石基质吸附特性,得到不同基质人工湿地对复合重金属污水的处理研究,为我国人工湿地处理复合重金属污水提供理论依据。主要研究结果如下:1.沸石和生物炭对复合重金属污水的吸附特性(1)不同初始浓度时,沸石和生物炭对五种金属的去除率均表现为逐渐降低,吸附量逐渐升高的趋势。对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cr6+、Cd2+最高去除率分别为90.58%、89.32%、95.46%、90.40%、85.35%。生物炭对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的最大去除率分别为99.24%、99.74%、99.70%、85.06%、96.19%。高浓度时产生较强的竞争吸附,且Pb2+的竞争能力更强,Zn2+、Cd2+的竞争力最弱,低浓度下更有利于Zn2+、Cd2+的去除。(2)沸石和生物炭对五种金属的去除率和吸附量随着pH的升高不断增大,且变大趋势逐渐变缓;吸附平衡后,沸石和生物炭解吸金属量大小顺序均为Pb2+>Cu2+>Cr6+>Zn2+>Cd2+。沸石对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+的吸附与Langmuir方程拟合度更高,以均质表明的单分子层吸附为主,对Cr6+与Freundlich方程拟合度更高,以多层吸附为主;生物炭对Cu2+、Cd2+以单分子层吸附为主,对Zn2+、Pb2+、Cr6+是在非均质表面的多层吸附为主。2.不同基质人工湿地对复合重金属污水的去除研究(1)配对t检验下,pH值为沸生组6.59~7.25>生物炭组6.49~7.09>沸石组6.23~7.25,三组均极显着高于对照6.17~7.15(P<0.01),这是由于生物炭和沸石作为基质时,能起到一定的中和作用;所有人工湿地处于厌氧状态,出水中DO均低于0.6 mg·L-1,且四组湿地间DO没有显着性差异(P>0.05);(2)四组人工湿地中,沸生-人工湿地对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率最高,对四种指标的去除率分别为95.83%、83.95%、89.91%、64.54%,且显着高于其它组(P<0.05),能保持长期较好的出水水质;四组湿地对五种金属的去除率在实验后期均下降。对Cu,在69 d内的去除效果最好,上下层出水浓度均低于污水综合排放一级标准(GB8978-1996)(<0.5 mg·L-1)。四组人工湿地对金属Pb、Cd、Cr的出水均低于污水综合排放的最高浓度标准(GB8978-1996),沸生组对Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的去除率均为最高,分别为98.72%、98%、98.72%、99.01%、98.65%,显着高于其他组(P<0.05)。3.重金属在人工湿地的分布菖蒲对重金属的富集主要集中在地下部,但植物体内累积的重金属量整体较低。沉积物和基质中重金属的累积量较多,是重金属去除的主要部分,尤其是基质。出水、基质、沉积物、植物四个部分的重金属占比中,基质中累积占比最高,在77%~96%,五种金属中对Cd的累积占比最少;四组人工湿地中沸生组的基质累积占比显着高于其它三组(P<0.05)。4.不同基质配比人工湿地对复合重金属污水的去除研究(1)添加了生物炭的五组人工湿地的pH均极显着高于对照(P<0.01);生物炭的添加量越高越有利于NO3--N、NH4+-N和TN的去除,50%生物炭组去除效果最好(P<0.05);添加生物炭较多的三组人工湿地更有利于TP的去除,30%、40%、50%三种配比间没有显着性差异(P>0.05)。(2)五种金属的出水浓度在所有装置稳定运行第一个月更稳定,且普遍规律为下层出水浓度>上层出水(P<0.01)。20%生物炭组对金属Cu、Zn、Pb、Cr的去除效果最好,但不同基质配比对金属没有显着影响(P>0.05);六组人工湿地中沉积物和基质中重金属吸附量中添加生物炭的高于对照,但不同基质配比间没有显着性差异,证实了不同基质配比对金属去除效果没有显着性影响。

国豪,李杰,王亚娥[3](2020)在《人工湿地污水处理技术应用概述及在我国西北地区的发展建议》文中指出综合考虑西北地区干旱缺水的实际情况以及当地经济条件的制约,提出运用人工湿地系统技术来处理西北地区的生活污水。主要总结了人工湿地强化技术的研究现状及其在国内外的应用现状,阐述了该技术对于处理西北地区生活污水的重要性,并依据该地区的实际背景提出了合理的建议与展望。

符清宇[4](2020)在《京津冀地区宜居乡村基础设施绿色化改造研究 ——以北京大兴魏善镇半壁店村为例》文中提出农村的建设和发展是国之大计,承载着数亿国民生活之根本。2018年初,习近平总书记在批示中指出“要全面推广浙江地区在在新农村建设中的先进经验,将农村环境整治行动计划和乡村振兴战略相结合,建设好生态宜居的美丽乡村”。目前国内的相关研究主要都是从乡村振兴的规划层面,或者是以构建城乡生态网络体系为切入点展开的,鲜有以中微观层面涉及乡村绿色化改造的研究,同时缺乏一个科学完整的评价体系来指导乡村基础设施的建设。本文立足于美丽宜居乡村建设背景,首先明确了乡村基础设施绿色化研究是绿色基础设施理论中基础设施工程生态化改造这一研究方向从城市向乡村的理论延伸,探索了这一理论在乡村的适用性。然后以京津冀地区宜居乡村为研究主体,梳理相关理论,采用专家调查法,层次分析法,构建了宜居乡村基础设施综合评价体系。最后以北京大兴区魏善镇半壁店村为例,在该体系下评价其基础设施使用效果,分析其中存在的问题,提出绿色化改造策略,并完成了半壁店村绿色化改造专项设计。本文的主要研究结论如下:(1)根据前期理论研究,基于国家发改委对农村基础设施的定义,结合实地走访调研中统计的关键词频次数据,运用层次分析法从生产、生活、生态环境建设三大类总结出乡村基础设施评价因子,并通过专家打分法确定了各级评价指标权重,最终构建乡村基础设施综合评价体系。(2)采用李克特量表法考察使用者对半壁店村基础设施建设情况的满意度,得出综合评价结果为3.70分,处于E4(一般偏好水平,3.5<Xn≤4.5)。并根据评价结果进行分项评价分析,总结出各类型基础设施存在的突出问题,以期为同类型乡村生态化改造及环境景观设计提供参考。(3)针对半壁店村基础设施建设存在的问题,分别从河道生态修复、道路设施绿色化改造、生态厕所、污水处理、雨洪调蓄五个方面提出乡村的绿色化改造策略并完成半壁店基础设施绿色化改造专项设计,以期在建设具有生态示范性的半壁店村的同时,为京津冀地区其它宜居乡村的绿色化改造建设提供借鉴和参考。

康嘉奇[5](2020)在《雨洪管理视角下的半湿润地区滨水绿地设计 ——以河北省迁安市滨湖东路绿地为例》文中提出城市绿地在城市雨洪管理中开始承担日益重要的角色,特别是在我国的半湿润地区,受温带季风性气候的影响,虽然年降雨量在400-800mm,但是降雨量年际变化明显,季节分布不均,冬春干燥少雨,夏季降雨集中且短时降雨量较大,城市的洪涝灾害不断,水资源污染问题时有发生,同时降雨量分布的不均导致雨水资源利用率低下,城市发展与雨洪灾害之间矛盾加剧,出于对以上问题的反思构成了本文研究的契机和基础。本文的目的是通过对雨洪管理相关概念、内涵、技术手段的分析整理指导半湿润地区城市滨水绿地的设计,总结设计方法和流程,以期为缓解半湿润地区城市洪水、城市内涝、水资源利用率低下和水资源污染等“水问题”提供理论和实践支持。本文以河北省第一批海绵试点城市——迁安市的滨湖东路绿地为载体,在满足周边民众游憩需求的基础上,建立绿地面对洪水和暴雨威胁的弹性界面。主要的设计方法是通过定性分析结合定量模拟的方式确定绿地的景观空间结构,借助SWMM软件对设计后的绿地雨洪管理效果进行情景模拟,其中主要模拟对象为径流量、峰值流量,峰现时间等,确定绿地对三者的消减、推迟作用以及雨水径流的资源化利用率。通过对模拟结果的分析总结可以发现构建基于低影响开发设施的雨洪管理体系对绿地的雨洪调蓄和雨水资源化利用具有积极的作用。在满足设计目标的基础上,在1、2、3、5、10年一遇的重现期降雨量情况下东侧场地通过29.93%的低影响开发设施消减了97.78%、95.56%、93.33%、83.78%、82.22%的径流总量,峰值流量消减率为91.49%、82.91%、69.72%、66.67%、65.30%,峰现时间推迟了0.7h、0.6h、0.8h、0.6h、0.4h,雨水资源化利用率在34.57%-51.53%之间。西侧场地径流消减率为100%、97.14%、96.43%、89.05%、78.57%,峰值流量推迟了100%、82.03%、79.74%、64.89%和44.23%,推迟的峰现时间分别为3.6h、2.2h、1.3h、0.6h。场地内人工湿地面积为6.1hm2,每平米湿地每天可净化0.2吨水,一周内可进行一次循环净化达到Ⅳ类水质。

赵琦[6](2020)在《基于水生态恢复理念的城市湿地公园设计 ——以武汉中法生态城什湖湿地公园为例》文中提出随着中国的改革开放,中国的经济迅猛发展,城市化的进程不断加快。但与此同时,也导致湿地大量的被填埋或占用,城市湿地的水生态环境遭到破坏,水系网络被割裂,水质遭到污染,生物多样性减少,大量的景观消失,各种自然灾害频繁的发生。因此,重建城市湿地的生态系统,使湿地维持良好的生态功能,让城市重新焕发生机,就显得极其重要与必要了。城市湿地公园在保护城市湿地资源,改善城市环境质量,调蓄雨水,补充地下水,科普教育及为市民提供良好的娱乐场所等诸多方面都起着重要的作用。本论文通过对湿地、城市公园、城市湿地公园、生态恢复、水生态恢复相关概念的解读,结合水生态恢复的理论基础、技术方法和实践运用,对基于水生态恢复的城市湿地公园设计的可行性进行了探讨。并通过解析6个成功的湿地公园案例,在总结归纳各个案例特色基础上,提炼出基于水生态恢复的城市湿地公园设计可借鉴的设计策略和方法,最终提出基于水生态恢复的城市湿地公园的总体设计,包括设计目标、设计原则和设计策略。根据尊重自然、因地制宜、总体规划、人工适当干预、合理利用的规划原则以及相关目标,从分级分区规划、水系的恢复、水质的恢复、生物多样性的恢复以及水景观的营造5个方面提出了具体设计策略来实现水生态恢复,构建科普宣教、休闲娱乐、观光游憩、农业体验等多功能为一体的城市湿地公园。最后总结出基于生态恢复理念的城市湿地公园设计的一般规律与要点,希望为之后的城市湿地公园设计和建设提供参考。

王櫹橦[7](2020)在《人工湿地工程地质模型与水-岩作用研究》文中指出人工湿地技术已在污水处理、水质净化与恢复等领域广泛应用。大量研究与工程实践表明,人工湿地运行一段时期后会出现处理能力降低、溶解氧不足等问题,运行后期亦常发生基质堵塞,水力学性质变差,基质的去污能力迅速衰减,严重阻碍人工湿地污水处理功能发挥。堵塞的基质需通过周期性落干休作、停床修整甚至更换填料等操作恢复基质功能,所花费的时间成本与经济费用高昂。针对基质堵塞方面的研究多集中于堵塞成因与机理,有丰富的理论支撑,但缺乏行之有效、成本合理的堵塞治理实践。本研究基于水文地质学理论,以孔隙介质为原型,充分理解水-岩作用的机理,结合孔隙介质水理性质的变化规律及水-岩化学作用中溶解-沉淀、吸附-解吸、酸-碱等反应过程,从扩大基质空隙空间的角度筛选天然地质材料、构建适宜级配结构,开展多尺度实验研究,跟踪监测COD、TN、NH3-N和TP等4种污染指标的作用效果,初步建立反滤结构为基础的具有纳污、抗污、去污功能的人工地质体模型(Constructed Geological Model,CGM)。本次研究以人工地质体模型为基础构建人工湿地工程基质,分析其堵塞机理及去除效果衰减规律,提出基质堵塞发生的判断依据,探索利用级配结构控制物理堵塞、活性材料缓解化学堵塞的可行性,研发和发展适宜的控制技术进行干预和治理基质堵塞,达到延长人工湿地寿命的目的。论文取得的主要研究成果如下:1、选取砂、灰岩颗粒、砾石和石英砂等4种天然地质材料,设定8种粒径试样进行天然地质材料筛选实验,采用静态吸附实验方法考察不同试样对TN和TP的作用效果;经60h静置,TN和TP浓度分别降低18.70%~54.49%和16.48%~89.01%,其中灰岩颗粒、砾石和砂对实验用水中氮、磷的去除效果更优;实验结果表明试样作用强度受粒径大小影响,在一定分选且粒径均匀的条件下,砾石粒径增大对TN和TP的去除有正面影响,灰岩颗粒粒径减小对TP的去除能力增强。2、小尺度实验对所筛选的单一级配基质按照一定排列组成多级级配结构,在L=6m、V=0.05m3的PVC长管中沿水流方向以粒径由细到粗的粒序排列建立模型,在36d连续进水条件下,小尺度实验模型对COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别为30.74%、53.06%、82.94%和63.78%;实验结果表明沿水流方向粒径由细到粗排列的多级级配结构能够产生叠加效应,对氮、磷作用强度高于单一级配基质。3、扩大尺度实验以正粒序结构(JP1#)、反滤结构(JP2#)和正-反韵律多级级配结构(JP3#)等3种结构构建CGM模型,在模型底部布置管间距0.20m、孔距0.20m和孔径0.10×10-1m的曝气装置,间隔3h曝气30min;实验结果表明,JP2#和JP3#结构明显优于JP1#结构,其中JP2#结构对COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别为16.05%、3.35%、30.14%和43.93%,JP3#结构对COD、TN、NH3-N和TP的去除率分别为22.81%、4.28%、40.23%和50.94%,表明将不同岩性、不同粒径的填料进行科学配置,可有效提高污水处理能力;在DO浓度为2.29~3.30mg/L条件下,对模型进行31d的微生物驯化,形成稳定运行的微生物-水-岩系统,能进一步提升模型去污效能。4、以JP2#和JP3#结构为基础构建6组中尺度人工湿地实验组,在进水流量1.2~1.4m3/d、实际水力负荷0.13~0.16m3/m2·d、系统总水力停留时间2d条件下,各实验组的综合表现较好,其中增加灰岩颗粒用量的实验组对污染指标去除率更高,3#实验组对COD作用效果最优(38.06%),5#实验组对TN和NH3-N作用效果最优(70.43%和22.05%),4#实验组对TP作用效果最优(97.18%);综合对比发现,反滤结构更适宜作为CGM模型结构级配设置,且随着进水流量的增大,系统实际水力负荷增大、水力停留时间缩短,更能体现调节进水流量和水力停留时间、控制人工湿地基质作用效果的优势。实验期间产生的化学沉淀附着在孔隙内部可引起基质渗透性能降低,而灰岩颗粒活性材料与污水发生溶蚀作用,颗粒表面形成溶蚀,产生溶蚀凹槽,一定程度上扩大整体结构的空隙空间,有助于系统达到溶蚀-堵塞动态平衡,有效降低化学沉淀带来的负面影响。5、实验采取多点进水,将分层布水装置布设在填料各序列层顶部,保证水流均匀分布,缩短渗流长度,避免形成优势流通道,布水管出水端口的防堵单向阀专利技术可防止污水及细粒物质流入水管;在基质最底部布设反冲洗管道,周期性清洗内部填料,冲洗出的堵塞物可随水流排出系统;分层布水与气水联合反冲洗装置可有效复氧和去淤、缓解深部堵塞,有效预防或延迟基质堵塞。引入模块化可拆卸式装置进行人工湿地基质构建,模块化装置相对独立、易拆卸,可在不破坏基质结构前提下气水联合反冲洗,也可取出基质模块进行人工冲洗或置于阳光下暴晒脱落泥膜,亦可局部替换表层堵塞部分,实现人工湿地基质“原地再生”,快速恢复基质功能,保证处理系统的连续运行,延长系统的有效运行周期。6、研究表明从水文地质学角度将人工湿地基质概化为松散孔隙含水层理论模型,对影响其“径流”过程的各项因素开展研究的思路和技术路线是可行的。CGM模型解决了人工湿地对低浓度生活污水处理和长期运行堵塞治理问题,研究成果为人工湿地工程建设提供相关参数和理论支持,为农村集中安置点污水处理、长期闲置的人工湿地再生利用、老旧污水处理厂或小城镇污水处理厂尾水提质增效提供了新的解决思路,可作为地质工程致力于环境治理的重要方法之一。

王世全[8](2020)在《污泥处理湿地中污染物转化与微生物群落演替规律研究》文中进行了进一步梳理随着我国可持续发展战略方针的实施以及城镇化进程的不断推进,探寻经济有效的污泥处理技术是当前面临着一个新的挑战。污泥处理湿地作为污泥生态稳定化技术,具有投资少、运行和维护费用低等优点,是一种应用前景较好的污泥稳定技术。微生物是污泥处理湿地系统中污染物去除的关键因素,深入研究其微生物群落结构动态变化与污泥稳定的关系,对认识污泥处理湿地技术的本质,提高污泥稳定效能具有重要意义。本研究构建了三种污泥处理湿地,它们是有通气管和无植物的污泥处理湿地(STW1)、有通气管和种植芦苇的污泥处理湿地(STW2)以及无通气管和种植芦苇的污泥处理湿地(STW3),分别在负荷期间和稳定期间运行。通过对不同运行条件下三种污泥处理湿地的污泥脱水与稳定、抗生素去除和微生物群落变化研究,揭示微生物群落结构与污泥稳定效能的关系,对于推进合理的污泥处理湿地设计具有指导意义。具体的研究内容和主要结论如下:(1)针对不同运行时期三个污泥处理湿地中植物生长特性、污泥TS含量、液相COD、NH4+-N和总磷进行研究。结果表明,随着湿地系统的稳定运行,植物的生长密度在运行期第二年达到最大值,污泥体积减少97%以上,TS含量从进泥平均0.65%增加至稳定期的29.2%~36.6%。污泥处理湿地对COD和NH4+-N的去除效果较好,平均去除率分别为82.5%和52.6%;对总磷的去除率较低,平均为27.9%。对不同运行时期进泥和三个污泥处理湿地截留污泥中有机物(VS)和营养物(总凯氏氮(TKN)和全磷(TP))进行了分析,结果表明,VS浓度从进泥平均60%减少至稳定期的39.1%~47.5%,而TKN和TP的含量分别从进泥的51.2 mg/g和10.6 mg/g下降至稳定期的24.3~35.6 mg/g和5.3~6.5 mg/g。在整个实验过程中,STW2对有机物和营养物质的去除效果最好。随着湿地系统的运行逐渐稳定,污泥处理湿地中污泥稳定化的程度越来越高。(2)基于液相色谱-质谱联用技术考察了不同运行时期三个污泥处理湿地中环丙沙星(CIP)、阿奇霉素(AZM)和土霉素(OTC)的浓度变化特征。结果表明,污泥处理湿地截留污泥中的抗生素含量随着污泥稳定化时间的延长而降低,其对CIP、AZM和OTC的去除率分别为56%~88%、65%~91%和64%~89%。STW2对抗生素的去除效果最佳,种植植物可以显着提高污泥处理湿地对抗生素的去除效能。生物降解和基质吸附是污泥处理湿地中抗生素的主要去除机制。夏季污泥处理湿地对三种抗生素的去除效果优于其它季节。抗生素含量和有机质含量存在线性正相关关系,与腐殖质化率(污泥稳定程度)存在线性负相关关系。(3)基于Illumina-Miseq测序技术分析不同运行时期三个污泥处理湿地中的微生物α多样性指数特征。结果表明,负荷期STWs中微生物群落的丰富度和多样性指数显着高于稳定期,其原因在于污泥停止输入,微生物可利用的营养物含量逐渐降低,从而导致微生物的活性急剧下降。STWs中微生物群落的丰富度和多样性指数与污染物的去除率呈正相关关系。因此,负荷期间STWs对污染物的去除能力显着高于稳定期,在运行期第二年污染物的去除率最高。带有通气管的STW2中微生物群落的丰富度和多样性指数高于STW1和STW3,且污染物去除效率较高,尤其是在7月,去除效果更加明显。(4)基于加权UniFrac距离的主坐标(PCoA)分析表明,负荷期STWs中优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和浮霉菌门,这些菌门与污染物去除率呈正相关。因此,负荷期STWs中污染物的去除率较高主要是由于上述微生物的丰度较高所致。相反,稳定期STWs中形成高氧的贫营养环境,使得硝化螺旋菌门、绿弯菌门和放线菌门的相对丰度呈上升趋势。同时,STWs中优势菌属为硫杆菌属、黄杆菌属、假单胞菌属和脱氯单胞菌属,其在负荷期STWs的相对丰度高于稳定期。因而负荷期STWs中具有较高的污染物去除能力与这些优势菌属有直接关系。与STW1和STW3相比,这些菌属在STW2中的相对丰度较高,导致STW2中对污染物的去除能力较高。从微生物角度揭示通气管和植物的同时存在有助于提高污泥处理湿地稳定污泥的效能。

刘峰[9](2019)在《产电型复合垂直流人工湿地对猪场废水的净化效能及其机理研究》文中研究表明猪场废水是一种典型的高浓度有机废水,在某些地区的排放量甚至超过了工业污水和生活污水,同时也是我国农业面源污染的重要源头之一,它的合理化处置和资源化潜能利用也一直是国内外研究的难点和热点。本文利用微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)技术的污染物降解和同步产电特性,以及与人工湿地(constructed wetland,CW)在结构上耦合的有利优势,构建了人工湿地—微生物燃料电池系统(Constructed Wetland-Microbial Fuel Cell,CW-MFC)。并在对比传统垂直流人工湿地—微生物燃料电池运行效能的基础上,将系统单一流向优势于结构上进行融合,首次设计、构建并运行了一种全新的复合垂直流人工湿地—微生物燃料电池集成系统(Integrated Vertical Flow Constructed Wetland-Microbial Fuel Cell,IVCW-MFC),并将实际猪场废水作为目标底物进行长期连续运行,成功的实现了污水处理效果的强化和同步产电性能的提升。与此同时,针对系统在抗负荷冲击、昼夜交替、外接电阻等外部条件变化情况下,研究了目标底物的主要降解途径,产电性能的影响机理与协同作用。并通过对系统长期连续运行过程中的结构特点、运行参数、生物电化学性能分析;湿地植物的不同选择及根系分泌物差异对系统性能的响应分析;以及通过微生物学特性研究,揭示了猪场废水在CW-MFC耦合系统中的降解和产电机制。本研究取得的主要成果如下:(1)VFCW-MFC(Vertical Flow Constructed Wetland-Microbial Fuel Cell)系统和IVCW-MFC系统分别在开路和闭路状态下运行,在HRT为2d时对污染物的去除效果最佳。VFCW-MFC系统闭路运行对废水中的COD、总氮的去除效果达到91.21%和31.97%优于开路,而氨氮的去除效果相反,开路组去除率达到42.93%好于闭路组。而IVCW-MFC系统闭路组的污染物去除效果均优于开路组,COD、氨氮和总氮的去除率分别达到98.75%、95.75%、84.45%。在产电性能上,IVCW-MFC-C平均电压输出和最大功率密度都优于VFCW-MFC-C系统,IVCW-MFC-C系统在电压增长后期输出值达到542±43mV,系统的最大功率密度是0.292W/m3,系统的内阻为495Ω。(2)将实际猪场废水作为处理底物应用于IVCW-MFC系统长期运行,实现了污染物的高效降解和同步产电。系统闭路组对猪场废水中COD、氨氮、硝酸盐氮、总磷的去除率分别达到79.65%、77.50%、75.13%、55.07%,比开路组获得了更强的污染物去除能力,其原因主要是系统产电促进了微生物的新陈代谢,从而促进了系统对污染物的降解。IVCW-MFC系统在长期连续运行中,输出电压为598-713 mV,最大功率密度达到0.456 w/m3;连续运行期间累计产电量为7137库,平均6.74C d-1L-1,其中输出电压和最大功率密度在同类结构特点的研究中展现出了较大优势。系统的电压输出随着昼夜更替也呈现出规律性变化,基本表现为白天的电压输出高于夜晚。系统输出电压随着外电阻的增大而增大,但系统的去污能力随外电阻的增大略有下降。(3)通过MiSeq高通量测序技术解析IVCW-MFC系统中微生物群落结构特征,并揭示系统污染物降解效能、环境温度与微生物群落结构之间的内在联系。系统闭路组阳极微生物的丰度与均度明显高于开路组,产电菌Geobacter和Desulfuromonas的相对丰度达到17.87%和1.59%。而闭路组阳极、阴极和根系表面生物膜中Proteobacteria的相对丰度分别为43.01%,57.66%和81.03%,Firmicutes的相对丰度分别为25.02%,8.86%和5.23%。这两个门类的微生物在IVCW-MFC闭路系统中占有绝对优势。系统在季节更替情况下长期稳定运行,对系统中的微生物的群落结构进行比较分析,发现系统随着季节变化内部微生物出现演替,并且优势菌落结构也存在较大差异。在夏季气温较高的情况下,阳极和阴极表面微生物的丰度明显高于冬季气温较低情况,主要体现在Shannon指数的差异上;而在夏冬季,阳极作为产电系统中产电菌的重要反应场所,其表面微生物的丰度和均度差异明显高于阴极,但Proteobacteria门在不同的季节都占据优势。闭路系统检测到的较高丰度的电活性微生物主要包括地杆菌(Geobacter)、气单胞菌属(Aeromonas)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium)以及空气-生物阴极上的假单胞菌属(Pseudomonas),并具备不同的产电特性。而相对于IVCW-MFC系统的污染物去除,明串珠菌属(Trichococcus)、硫杆菌属(Thiobacillus)在阳极表面微生物中丰度较高,氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)在植物根系表面微生物膜中相对丰度较高;而微小杆菌属(Exiguobacterium)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)和生丝微菌属(Hyphomicrobium)在氧元素供应相对足够的阴极环境下相对丰度较高,并通过降解有机物来实现自身的富集。(4)在IVCW-MFC反应器植物存在与否和不同植物选取实验研究中发现,无植物组、美人蕉组、菖蒲组和水蕹菜组对猪场废水COD的去除率分别是80.2%,88.07%,84.70%,and 82.20%;对氨氮的去除率分别为49.96%,75.02%,70.25%和68.47%,美人蕉的实验组对污染物去除效果最好,植物对系统的污染物去除效果起着重要作用,特别是对脱氮效果有显着的提高。除此以外,系统中植物的存在可促进产电效能;研究中发现无植物组、美人蕉、菖蒲和水蕹菜系统所表现出的产电性能明显不同,其中水蕹菜实验组的产电效果最为明显,所产电压达到752±26mV,最大功率密度达到0.4964W/m3,内阻为417.5Ω。由于不同植物根系的泌氧和根系分泌物差异,植物及其种类对系统的除污和同步产电性能会造成不同的影响。主要在无植物组、美人蕉组、菖蒲组、水蕹菜组系统中表现出不同的根系泌氧能力,并影响系统沿程的溶氧环境,美人蕉组中同一采样点DO浓度最高。通过植物根系分泌实验,发现不同植物根系分泌物和浸出液的种类和数量存在差异,并会对微生物菌群结构产生影响;并且物质总量大小上根系浸出物和对应的释放速率趋势具有一致性,TP<TN<多糖<氨基酸<DOC。在研究中还检测出在CW-MFC研究中鲜有关注的产电菌属丛毛菌属(Comamonas),以及存在于高COD浓度厌氧条件下的Cloacibacillus菌属。

衣学文[10](2019)在《蚯蚓在垂直流人工湿地中的防堵塞作用及其机制研究》文中认为人工湿地往往存在因堵塞壅水造成运行效率低的问题。本论文以垂直流人工湿地为研究对象,探讨了蚯蚓对人工湿地的污染物净化效能和渗透性的影响;通过应用有限元计算软件ANSYS、渗流计算软件GEOSEEPAGE等建立了二维渗流计算模型,模拟分析了蚯蚓对垂直流湿地表层土渗透性能的影响规律;对引入蚯蚓后人工湿地中COD、氨氮去除特性进行了动力学分析,以期为垂直流人工湿地的设计提供相应的技术支持。本论文的主要研究结果和结论如下:1)通过实验比较了有蚯蚓和无蚯蚓的垂直流人工湿地在三种不同进水水质、四种不同进水水力负荷条件下对污染物的净化效能,明确了在有蚯蚓的情况下,人工湿地能够耐受较高水力负荷的冲击,一定程度上还有助于提高湿地对COD、氨氮、总氮、总磷的去除效能。2)人工湿地中引入蚯蚓不仅在一定程度上提高了人工湿地对污染物的处理效能,并且有效地消除了无蚯蚓情况下易出现的壅水状况。在无蚯蚓条件下人工湿地运行6天就出现了壅水现象,并且不易恢复。而在有蚯蚓条件下,人工湿地运行了200天仍然能够处于稳定状态,即使当进水有机负荷增高时出现局部短暂壅水,也能很快自行恢复。3)对蚯蚓数量的检测结果表明,运行初期蚯蚓单量为0.3665g,运行后期稳定在0.3018g,土壤表面孔隙率也由31.11%稳定至26.02%,提示了土壤孔隙率与蚯蚓单量有一定的正关联性。4)为探讨蚯蚓对垂直流人工湿地的防堵塞作用机理,在实验数据的基础上运用ANSYS等软件建模,考察了在水力负荷0.3 m3/(m2·d)条件下,运行第45天时蚯蚓对湿地表层土渗透性的影响。无蚯蚓的湿地,土体渗透系数从初始的0.28m/d降至0.16m/d,表明湿地受污染物堵塞影响、渗透性严重下降;而有蚯蚓的湿地,土体渗透系数从初始的0.28m/d升至8m/d,表明由于蚯蚓的作用,湿地不仅未产生堵塞的现象,渗透性反而得到了提高。因此,蚯蚓对人工湿地的防堵塞作用与其具有显着的改善湿地的渗透性作用有关。5)在实验数据基础上,分别探讨了有蚯蚓和无蚯蚓情况下,人工湿地对COD、氨氮、总氮、总磷的去除动力学。在低水力负荷下,无蚯蚓和有蚯蚓的人工湿地的污染物净化过程均可较好地用一级动力学方程进行拟合,且有蚯蚓时的拟合度比无蚯蚓时更好;而在高水力负荷下,一级动力学方程不符合COD的去除过程。在实验数据基础上建立的动力学方程,可为垂直流人工湿地的设计提供较可靠的设计参数。

二、潜流型人工湿地污水处理系统及其应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、潜流型人工湿地污水处理系统及其应用(论文提纲范文)

(1)潮间带底泥强化人工湿地处理含盐废水的年际变化特征研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 含盐废水概述
        1.1.1 含盐废水的来源及危害
        1.1.2 含盐废水的处理方法
    1.2 人工湿地技术
        1.2.1 人工湿地简介
        1.2.2 人工湿地的净化机理
    1.3 人工湿地的抗盐胁迫机理
    1.4 人工湿地微生物强化技术
    1.5 研究内容及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
        1.5.3 研究意义
第二章 材料与方法
    2.1 装置组成
    2.2 模拟废水
    2.3 水质测定
    2.4 微生物分析
    2.5 数据分析方法
    2.6 仪器及药品
第三章 污染物去除率年际变化分析
    3.1 TP去除率年际变化分析
    3.2 NH_4~+-N去除率年际变化分析
    3.3 COD去除率年际变化分析
    3.4 本章小结
第四章 人工湿地基质微生物群落结构分析
    4.1 基质微生物多样性年际变化分析
    4.2 基质微生物群落结构年际变化分析
        4.2.1 基质微生物门水平群落组成
        4.2.2 基质微生物纲水平群落组成
        4.2.3 基质微生物科水平群落组成
    4.3 本章小结
第五章 人工湿地根际微生物群落结构分析
    5.1 根际微生物多样性年际变化分析
    5.2 根际微生物群落结构年际变化分析
        5.2.1 根际微生物门水平群落组成
        5.2.2 根际微生物纲水平群落组成
        5.2.3 根际微生物科水平群落组成
    5.3 本章小结
第六章 人工湿地功能微生物分析
    6.1 功能微生物分类
    6.2 微生物功能微生物年际变化分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 实验结果与结论
    7.2 实验展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论着

(2)不同基质人工湿地对复合重金属污水的处理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 水体重金属污染来源与污染现状
    1.3 人工湿地去除水体重金属的机制
    1.4 人工湿地处理重金属污水的研究现状
    1.5 研究目的与研究内容
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 吸附实验材料与方法
    2.3 人工湿地实验装置
    2.4 样品测定方法及仪器
    2.5 数据分析
第3章 沸石、生物炭对重金属的吸附特性
    3.1 结果与讨论
    3.2 本章小结
第4章 不同基质人工湿地对复合重金属污水的去除效果研究
    4.1 基础水质出水情况
    4.2 不同基质人工湿地对水中重金属的去除效果
    4.3 本章小结
第5章 重金属在不同基质人工湿地的分布
    5.1 重金属在不同基质人工湿地植物中的分布
    5.2 不同基质人工湿地中基质和沉积物中重金属的分布
    5.3 重金属在人工湿地的分布规律
    5.4 本章小结
第6章 不同基质配比人工湿地对复合重金属污水的处理研究
    6.1 基础水质出水情况
    6.2 不同基质配比人工湿地对水中重金属的去除效果
    6.3 不同基质配比人工湿地中植物对重金属的富集效果
    6.4 不同基质配比人工湿地中基质和沉积物中重金属的富集效果
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 研究展望
参考文献
发表论文
致谢

(3)人工湿地污水处理技术应用概述及在我国西北地区的发展建议(论文提纲范文)

1 人工湿地污水处理净化机制
2 人工湿地污水处理强化技术
    2.1 基质强化
    2.2 曝气强化
    2.3 布水方式强化
    2.4 不同类型的人工湿地组合强化
3 国内外人工湿地污水处理应用现状.
    3.1 国外应用现状
    3.2 国内应用现状
        3.2.1 人工湿地工艺的应用
        3.2.2 人工湿地与其他工艺的联用
4 关于西北地区发展人工湿地污水处理的重要性及建议
    4.1 人工湿地污水处理在西北地区运行的重要性
    4.2 人工湿地污水处理在西北地区运行存在的问题
        4.2.1 低温问题
        4.2.2 缺氧问题
        4.2.3 碳源问题
        4.2.4 占地面积问题
        4.2.5 基质堵塞问题
        4.2.6 后期管理问题
    4.3 人工湿地污水处理在西北地区运行的解决途径
        4.3.1 选择合适类型
        4.3.2 选择合适基质
        4.3.3 合理控制温度
        4.3.4 合理规划设计
        4.3.5 有效管理措施
5 人工湿地污水处理技术展望

(4)京津冀地区宜居乡村基础设施绿色化改造研究 ——以北京大兴魏善镇半壁店村为例(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 时代背景
        1.1.2 社会背景
    1.2 研究目的与意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
    1.4 研究框架
第2章 相关概念及理论
    2.1 相关概念的解析和界定
        2.1.1 宜居乡村
        2.1.2 乡村基础设施绿色化的概念界定
    2.2 相关理论基础
        2.2.1 人居环境理论
        2.2.2 景观生态学理论和绿色基础设施理论
    2.3 国内外研究现状
        2.3.1 乡村基础设施绿色化改造国内外研究现状
        2.3.2 使用后评价研究国内外应用现状
        2.3.3 中外研究综述总结
    2.4 本章小结
第3章 乡村基础设施评价体系的构建
    3.1 评价体系的构建流程
    3.2 评价体系的构建方法
    3.3 评价因子的确定
        3.3.1 相关评价因素借鉴
        3.3.2 预设评价因素集
        3.3.3 评价因子的确定
    3.4 评价因子权重的确定
        3.4.1 检验矩阵一致性
        3.4.2 确定评价因子权重及结果分析
    3.5 本章小结
第4章 半壁店村基础设施的综合评价
    4.1 半壁店村概况简介
        4.1.1 基本概况
        4.1.2 半壁店村发展定位
    4.2 实地调研及结果分析
        4.2.1 调研流程设计
        4.2.2 评价指标赋值及问卷设计
        4.2.3 调研评价结果
    4.3 分项调研评价分析
        4.3.1 生产类基础设施的调研评价分析
        4.3.2 生活类基础设施的调研评价分析
        4.3.3 生态环境建设类基础设施的调研评价分析
    4.4 半壁店村基础设施评价总结和问题分析
        4.4.1 整体评价
        4.4.2 问题总结分析
    4.5 本章小结
第5章 乡村基础设施绿色化改造策略及措施
    5.1 河道生态修复
        5.1.1 保留自然形式河床
        5.1.2 生态护岸
        5.1.3 生态浮岛
    5.2 道路基础设施绿色化改造
        5.2.1 车行道的改造
        5.2.2 人行道透水铺装的应用
        5.2.3 游步道的植物造景
        5.2.4 生态停车场
    5.3 生态厕所
        5.3.1 农村生态厕所改造的基本要求
        5.3.2 农村生态厕所改造技术对比
    5.4 污水生态化处理技术组合
        5.4.1 针对农村污水处理的问题分析
        5.4.2 常见的污水处理技术的比较和组合
        5.4.3 人工湿地污水处理实例:高店村人工湿地污水处理
    5.5 乡村雨洪调蓄技术措施
        5.5.1 乡村雨洪调蓄问题分析
        5.5.2 乡村雨洪调蓄利用技术要素
        5.5.3 乡村雨洪调蓄利用技术措施
    5.7 本章小结
第6章 半壁店村基础设施绿色化改造实例
    6.1 项目概况
    6.2 设计原则和目标
        6.2.1 设计原则
        6.2.2 设计目标
    6.3 总体改造设计
        6.3.1 总体布局
        6.3.2 基础设施绿色化改造总体方案
    6.4 专项改造设计
        6.4.1 交通设施
        6.4.2 生态厕所
        6.4.3 低碳庭院
        6.4.4 雨洪调蓄
第7章 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 不足与展望
参考文献
附录
    附录 A 乡村基础设施评价指标关键词获取
    附录 B 自由访谈中村民答出的关键词总结
    附录 C 乡村基础设施综合评价指标因素集筛选
    附录 D 乡村基础设施综合评价指标体系权重排序
    附录 E 半壁店乡村基础设施满意度评价调查表
致谢

(5)雨洪管理视角下的半湿润地区滨水绿地设计 ——以河北省迁安市滨湖东路绿地为例(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 城市发展面临日益严重的环境问题,城市发展与雨洪灾害之间的矛盾尤为突出
        1.1.2 雨洪弹性是缓解城市发展与水环境之间矛盾的重要手段
        1.1.3 雨洪管理手段可缓解我国半湿润地区“雨水问题”
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究内容
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究框架
2 雨洪管理视角下的半湿润地区滨水绿地相关理论研究
    2.1 雨洪管理
        2.1.1 雨洪管理概念及相关理论研究
        2.1.2 雨洪管理理念和海绵城市建设
        2.1.3 雨洪管理的技术手段——低影响开发雨水系统
        2.1.4 雨洪管理的国内外研究综述
    2.2 半湿润地区滨水绿地
        2.2.1 半湿润地区范围、自然条件
        2.2.2 滨水绿地概念及相关理论研究
        2.2.3 滨水绿地国内外研究综述
3 案例分析
    3.1 渭柳湿地公园——雨水径流净化实例
        3.1.1 项目概况
        3.1.2 设计策略
        3.1.3 总结与借鉴
    3.2 沣河(文教园段)湿地生态公园——滞留型海绵体系设计实例
        3.2.1 项目概况
        3.2.2 设计策略及专项设计
        3.2.3 总结与借鉴
    3.3 文瀛湖生态公园——储蓄、净化型海绵体系设计实例
        3.3.1 项目概况
        3.3.2 低影响开发雨水系统分析
        3.3.3 借鉴意义——收集、储蓄、净化系统的雨水资源循环系统
    3.4 迁安三里河——与洪水为友
        3.4.1 项目概况
        3.4.2 设计策略
        3.4.3 总结与借鉴
    3.5 北京奥林匹克森林公园——雨水资源循环利用实例
        3.5.1 项目概况
        3.5.2 循环净化系统和雨洪利用
        3.5.3 借鉴意义——雨洪利用的设计方法
    3.6 本章小结
4 雨洪管理视角下的半湿润地区滨水绿地设计
    4.1 场地雨洪问题
    4.2 构建意义
        4.2.1 提高城市生态弹性,有助于打造安全城市
        4.2.2 提高雨水资源利用率,助力海绵城市建设
        4.2.3 提升居民幸福感,有利于打造活力城市
    4.3 设计目标
    4.4 设计原则
    4.5 总体策略与设计流程
        4.5.1 总体策略
        4.5.2 基于现状条件、上位规划的定性分析
        4.5.3 雨洪调蓄定量计算
        4.5.4 总体设计阶段
    4.6 本章小结
5 迁安市滨湖东路绿地设计
    5.1 前期分析
        5.1.1 项目背景分析
        5.1.2 区位分析
        5.1.3 相关上位规划解读
        5.1.4 现状分析
        5.1.5 SWOT分析总结
    5.2 设计愿景
        5.2.1 设计定位
        5.2.2 设计目标
        5.2.3 设计技术路线
    5.3 设计策略
        5.3.1 “净滞”相依,调蓄季节性雨水
        5.3.2 “蓄用”相辅,资源化利用雨水径流
        5.3.3 与洪相成,预留弹性行洪通道
        5.3.4 功能相复,打造多样游憩空间
    5.4 总体设计
        5.4.1 雨洪设施的定量
        5.4.2 景观结构
        5.4.3 总平面图
        5.4.4 鸟瞰图
        5.4.5 分区设计
    5.5 专项设计
        5.5.1 低影响开发雨水系统设计
        5.5.2 竖向设计
        5.5.3 水系设计
        5.5.4 道路交通体系设计
        5.5.5 植物景观设计
        5.5.6 服务设施设计
    5.6 SWMM情景模拟
        5.6.1 基于内部雨洪安全的径流消减情景模拟
        5.6.2 东侧——“蓄用”系统结果分析
        5.6.3 西侧——“净滞”系统结果分析
    5.7 本章小结
6 结语
参考文献
注释
个人简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢
图纸附录

(6)基于水生态恢复理念的城市湿地公园设计 ——以武汉中法生态城什湖湿地公园为例(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 湿地水生态健康面临的巨大威胁
        1.1.2 湿地价值的重新认识
        1.1.3 城市湿地公园的兴起与问题
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 研究目标
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究综述
        1.3.1 国外研究综述
        1.3.2 国内研究综述
    1.4 研究地区基本情况
        1.4.1 研究区位
        1.4.2 湿地水资源情况
        1.4.3 湿地动植物资源
    1.5 研究方法
        1.5.1 文献研究法
        1.5.2 案例研究法
        1.5.3 实地调研法
    1.6 研究内容与技术路线
2 相关的概念的解读
    2.1 湿地
        2.1.1 湿地的概念
        2.1.2 湿地的特点
        2.1.3 湿地的类型
        2.1.4 湿地的价值
    2.2 城市公园
        2.2.1 城市公园的概念
        2.2.2 城市公园的功能
    2.3 城市湿地公园
        2.3.1 城市湿地公园的概念
        2.3.2 城市湿地公园的功能
        2.3.3 城市湿地公园与城市水景公园的区别
    2.4 生态恢复
    2.5 水生态恢复
        2.5.1 水生态恢复的概念
        2.5.2 湿地水生态恢复的概念
        2.5.3 湿地水生态恢复的内容
3 基于水生态恢复理念的湿地公园可行性研究
    3.1 基于水生态恢复的湿地公园设计理论可行性
        3.1.1 环境承载力理论
        3.1.2 生态系统结构理论
        3.1.3 生物群落演替理论
        3.1.4 自我设计与人为设计理论
        3.1.5 生态美学理论
    3.2 基于水生态恢复的湿地公园设计技术
        3.2.1 生态驳岸技术
        3.2.2 人工湿地技术
        3.2.3 人工生态浮岛技术
        3.2.4 水生动物技术
        3.2.5 生态拦截技术
        3.2.6 水生植物净化技术
    3.3 基于水生态恢复的湿地公园设计实践
        3.3.1 水系梳理
        3.3.2 水质净化
        3.3.3 水生态的维护
        3.3.4 水景观的打造
4 相关案例分析
    4.1 绍兴镜湖国家城市湿地公园
        4.1.1 案例概况
        4.1.2 建设前的现状条件
        4.1.3 功能分区
        4.1.4 案例借鉴
    4.2 杭州西溪湿地公园
        4.2.1 案例概况
        4.2.2 案例借鉴
    4.3 成都活水公园
        4.3.1 项目概况
        4.3.2 总体设计
        4.3.3 案例特色
        4.3.4 案例小结
    4.4 陕西渭柳城市湿地公园
        4.4.1 案例概况
        4.4.2 总体规划
        4.4.3 案例借鉴
    4.5 武汉东湖国家湿地公园
        4.5.1 案例概况
        4.5.2 案例借鉴
        4.5.3 案例小结
    4.6 伦敦湿地公园
        4.6.1 案例概况
        4.6.2 案例借鉴
    4.7 小结
5 基于水生态恢复理念的城市湿地公园总体设计
    5.1 基于水生态恢复理念的城市湿地公园总体设计目标
    5.2 基于水生态恢复理念的城市湿地公园总体设计原则
        5.2.1 尊重自然原则
        5.2.2 因地制宜原则
        5.2.3 总体规划原则
        5.2.4 人工适当干预原则
        5.2.5 合理利用原则
    5.3 基于水生态恢复理念的城市湿地公园总体设计策略
        5.3.1 分级分区规划策略
        5.3.2 水系恢复策略
        5.3.3 水质的恢复策略
        5.3.4 生物多样性恢复策略
        5.3.5 水景观营造策略
6 湖北武汉市中法生态城什湖湿地公园设计
    6.1 项目背景
        6.1.1 区位分析
        6.1.2 自然条件
        6.1.3 水文条件
        6.1.4 周边交通
        6.1.5 生物资源
        6.1.6 上位规划
    6.2 场地分析
        6.2.1 现状用地分析
        6.2.2 现状植被分析
        6.2.3 现状交通分析
        6.2.4 现状水文分析
        6.2.5 现状问题总结
        6.2.6 生态敏感性分析
    6.3 愿景与策略
        6.3.1 规划定位
        6.3.2 规划目标
        6.3.3 规划原则
        6.3.4 规划策略
    6.4 总体设计
        6.4.1 总平面图
        6.4.2 鸟瞰图
        6.4.3 功能分区
        6.4.4 景观结构
    6.5 分区设计
        6.5.1 管理服务区
        6.5.2 生态游览区
        6.5.3 湿地生态展示区
        6.5.4 湿地核心保护区
    6.6 专项设计
        6.6.1 水生态恢复专项
        6.6.2 竖向专项
        6.6.3 栖息地规划
        6.6.4 植物规划
        6.6.5 道路设计
        6.6.6 游线设计
        6.6.7 服务设施规划
        6.6.8 标识系统规划
        6.6.9 照明规划
    6.7 经济技术指标
7 结论
参考文献
个人简介
导师简介
获奖成果目录
致谢
附件

(7)人工湿地工程地质模型与水-岩作用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 湿地
        1.2.2 典型地质模型研究
        1.2.3 水-岩作用内涵和相关研究热点
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 实验设置与研究方法
    2.1 实验场地概况
    2.2 实验天然地质材料
    2.3 研究方法
        2.3.1 实验装置与工况设置
        2.3.2 样品采集
        2.3.3 分析测试方法
        2.3.4 数据分析与测试方法
第3章 CGM模型天然地质材料筛选
    3.1 筛选实验结果与分析
    3.2 TN去除效果的影响因素分析
        3.2.1 材料粒径因素对TN去除效果的影响
        3.2.2 接触时间因素对TN去除效果的影响
    3.3 TP去除效果的影响因素分析
        3.3.1 材料粒径因素对TP去除效果的影响
        3.3.2 接触时间因素对TP去除效果的影响
    3.4 空白对照组的影响因素分析
    3.5 小结
第4章 小尺度CGM模型研究
    4.1 多级级配结构填充方式
    4.2 小尺度实验结果与分析
    4.3 多因素叠加效应分析
    4.4 小结
第5章 扩大尺度CGM模型研究
    5.1 初始参数设置与验证
        5.1.1 初始参数设置
        5.1.2 不同结构运行结果
        5.1.3 不同结构运行效果对比分析
    5.2 DO浓度控制
        5.2.1 曝气设施结构测试实验
        5.2.2 曝气时长研究
    5.3 微生物-水-岩系统培育
        5.3.1 微生物驯化阶段
        5.3.2 稳定运行阶段
    5.4 小结
第6章 中尺度CGM模型研究
    6.1 模型结构调试
    6.2 水动力参数控制
        6.2.1 运行深度
        6.2.2 水力负荷
        6.2.3 水力停留时间
    6.3 CGM模型中尺度实验结果与分析
        6.3.1 实验监测结果
        6.3.2 水力条件对基质功能的影响
        6.3.3 结构对基质功能的影响
        6.3.4 净化效率衰减模型
    6.4 基质堵塞研究
        6.4.1 基质堵塞判断
        6.4.2 堵塞预防与缓解方法研究
        6.4.3 模块化可拆卸式基质作用效果
        6.4.4 案例分析
    6.5 小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 论文主要创新性成果
    7.3 存在问题与研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果

(8)污泥处理湿地中污染物转化与微生物群落演替规律研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要缩略词/符号表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 剩余污泥
        1.2.1 剩余污泥的概念
        1.2.2 剩余污泥的处理与处置技术研究现状
    1.3 人工湿地处理技术的研究现状
        1.3.1 人工湿地概述和发展历程
        1.3.2 人工湿地组成
        1.3.3 人工湿地分类及特点
        1.3.4 人工湿地去除污染物的机理
    1.4 污泥处理湿地技术研究进展
        1.4.1 污泥处理湿地技术概述
        1.4.2 污泥处理湿地的污泥脱水性能
        1.4.3 污泥处理湿地的污泥稳定性能
        1.4.4 污泥处理湿地中渗滤液水质变化特征
        1.4.5 目前污泥处理湿地存在的问题
    1.5 本论文的研究目的、内容及技术路线
        1.5.1 研究目的和内容
        1.5.2 技术路线
2 污泥处理湿地对污泥脱水及出水(渗滤液)的净化效能研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 实验运行方案
        2.2.3 分析方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 植物的生长特性
        2.3.2 污泥的脱水效果
        2.3.3 出水水质特征
    2.4 本章小结
3 污泥处理湿地对污泥中有机质、氮和磷的去除效能研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 实验运行方案
        3.2.3 分析方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 污泥处理湿地对有机质的去除效果
        3.3.2 污泥处理湿地对TKN的去除效果
        3.3.3 污泥处理湿地对全磷的去除效果
        3.3.4 污泥处理湿地对污泥稳定的效果
        3.3.5 污泥处理湿地中重金属和病原微生物分布特征
    3.4 本章小结
4 污泥处理湿地稳定污泥过程中抗生素的分布与归趋
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验运行方案
        4.2.3 分析方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 污泥处理湿地截留污泥中抗生素浓度
        4.3.2 污泥处理湿地出水中抗生素浓度比较与分析
        4.3.3 植物中抗生素的浓度分布
        4.3.4 基质中抗生素的浓度分布
        4.3.5 植物和通气管对污泥处理湿地中抗生素含量的影响
        4.3.6 污泥处理湿地中抗生素含量与有机质含量和污泥稳定的关系
    4.4 本章小结
5 不同运行时期污泥处理湿地中微生物群落演替规律研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验装置
        5.2.2 实验运行方案
        5.2.3 分析方法
    5.3 负荷期污泥处理湿地微生物结构特征
        5.3.1 污泥处理湿地中微生物多样性分析
        5.3.2 污泥处理湿地中微生物在门水平上的群落结构
        5.3.3 污泥处理湿地中微生物在纲水平上的群落结构
        5.3.4 污泥处理湿地中微生物在属水平上的群落结构
    5.4 稳定期污泥处理湿地微生物结构特征
        5.4.1 污泥处理湿地中微生物多样性分析
        5.4.2 污泥处理湿地中微生物在门水平上的群落结构
        5.4.3 污泥处理湿地中微生物在纲水平上的群落结构
        5.4.4 污泥处理湿地中微生物在属水平上的群落结构
    5.5 污泥处理湿地微生物群落的时空分布与稳定污泥效能的关系
        5.5.1 微生物α多样性指数的时空分布与稳定污泥效能的关系
        5.5.2 微生物群落组成在门水平上的时空分布与稳定污泥效能的关系
        5.5.3 微生物群落组成在属水平上的时空分布与稳定污泥效能的关系
        5.5.4 污泥处理湿地微生物群落组成差异
        5.5.5 污泥处理湿地中植物、微生物、基质去除污染物的共同机制
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简介
攻读博士学位期间参与的科研项目及科研成果
致谢

(9)产电型复合垂直流人工湿地对猪场废水的净化效能及其机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源现状
        1.1.2 猪场废水的特征及危害
        1.1.3 猪场废水的传统处理技术
    1.2 人工湿地技术
        1.2.1 人工湿地的概述
        1.2.2 人工湿地系统的污染物去除机理
        1.2.3 人工湿地去除污染物的影响因素
    1.3 微生物燃料电池技术
        1.3.1 微生物燃料电池的基本原理
        1.3.2 微生物燃料电池的分类
        1.3.3 微生物燃料电池的研究现状
        1.3.4 湿地型-微生物燃料电池技术的研究进展
    1.4 本文研究目的、意义、内容和技术路线
        1.4.1 研究目的和意义
        1.4.2 研究的主要内容
        1.4.3 技术路线
第二章 实验材料与方法
    2.1 CW-MFC系统的构建
        2.1.1 VFCW-MFC的构建
        2.1.2 IVCW-MFC的构建
    2.2 试验仪器和材料
    2.3 系统的接种与启动
    2.4 常规检测项目及方法
        2.4.1 化学需氧量
        2.4.2 氨氮
        2.4.3 硝酸盐氮
        2.4.4 总氮
        2.4.5 亚硝酸盐氮
        2.4.6 总磷
        2.4.7 溶解氧值
        2.4.8 pH值
    2.5 电化学性能评价方法(电化学测试及评价方法)
        2.5.1 电压、电流、电流密度
        2.5.2 极化曲线
        2.5.3 功率和功率密度
        2.5.4 库伦效率和总电荷量
        2.5.5 内阻
    2.6 微生物学分析和材料表征方法
        2.6.1 MiSeq高通量测序技术
        2.6.2 扫描电镜
第三章 产电型人工湿地的构建与效能研究
    3.1 VFCW-MFC的废水处理及同步产电
        3.1.1 材料与方法
        3.1.2 VFCW-MFC对 COD的去除特性
        3.1.3 VFCW-MFC的脱氮特征
        3.1.4 VFCW-MFC的同步产电特性
    3.2 IVCW-MFC的开发及性能研究
        3.2.1 材料与方法
        3.2.2 IVCW-MFC对 COD的去除效果
        3.2.3 IVCW-MFC的强化脱氮特征
        3.2.4 IVCW-MFC的同步产电特征
    3.3 CW-MFC结构对污染物去除和产电的影响
        3.3.1 污染物去除的差异
        3.3.2 产电效能的差异
    3.4 本章小结
第四章 IVCW-MFC处理实际猪场废水研究
    4.1 材料与方法
    4.2 猪场废水中COD的去除特性
    4.3 IVCW-MFC对猪场废水中脱氮性能的强化
    4.4 IVCW-MFC对猪场废水中磷的去除
    4.5 IVCW-MFC的长期产电特征
    4.6 电极生物膜的形成
    4.7 昼夜变化对产电的影响
    4.8 外电阻变化对产电及污染物去除的影响
    4.9 本章小结
第五章 IVCW-MFC微生物结构及功能微生物解析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 样品采集
        5.1.2 样品处理与检测
        5.1.3 数据分析
    5.2 IVCW-MFC系统中微生物群落的群落差异性分析
        5.2.1 微生物群落丰度与多样性分析
        5.2.2 微生物群落层次聚类分析
        5.2.3 微生物群落结构分析
        5.2.4 微生物群落差异性分析
        5.2.5 微生物功能预测分析
    5.3 季节变化的微生物群落差异性分析
        5.3.1 微生物群落丰度与多样性分析
        5.3.2 微生物群落结构及差异性分析
        5.3.3 微生物功能预测分析
    5.4 产电功能菌属分析
    5.5 污染物去除功能菌属分析
    5.6 微生物群落演替与环境互作分析
    5.7 本章小结
第六章 植物对IVCW-MFC净化猪场废水及同步产电的影响研究
    6.1 材料与方法
        6.1.1 装置运行
        6.1.2 根系分泌物分析
    6.2 不同植物对猪场废水的净化效果
        6.2.1 DO浓度分布差异
        6.2.2 根系分泌物特性分析
        6.2.3 COD去除效果
        6.2.4 氮去除效果
    6.3 不同植物对IVCW-MFC系统的产电性能影响
    6.4 不同植物IVCW-MFC系统的微生物群落结构解析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 本文主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(10)蚯蚓在垂直流人工湿地中的防堵塞作用及其机制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 人工湿地研究概况
        1.1.2 蚯蚓在解决土壤堵塞中的作用研究
        1.1.3 人工湿地技术应用现状
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第二章 蚯蚓对人工湿地污染物去除效能的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 蚯蚓
        2.1.2 人工湿地
        2.1.3 进水
        2.1.4 水质分析方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 垂直流人工湿地的水力负荷
        2.2.2 人工湿地对COD的去除效能
        2.2.3 人工湿地对NH4+-N的去除效能
        2.2.4 人工湿地对TN的去除效能
        2.2.5 人工湿地对TP的去除效能
    2.3 小结
第三章 蚯蚓对缓解人工湿地堵塞作用的研究
    3.1 材料和方法
        3.1.1 进水水质
        3.1.2 人工湿地
        3.1.3 采样方法
        3.1.4 分析方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 人工湿地基质间堵塞物的成分及其数量变化
        3.2.2 蚯蚓垂直流人工湿地中蚯蚓的变化
        3.2.3 蚯蚓垂直流人工湿地孔隙度变化
        3.2.4 垂直流人工湿地含水率变化
    3.3 小结
第四章 蚯蚓对湿地表层土渗透性影响研究
    4.1 计算方法
    4.2 计算模型
        4.2.1 基本假定
        4.2.2 模型范围
        4.2.3 模型计算程序
        4.2.4 计算理论
        4.2.5 参数选取
    4.3 计算结果
        4.3.1 初始状态
        4.3.2 无蚯蚓堵塞状态
        4.3.3 有蚯蚓稳定状态
        4.3.4 三种工况的平均下渗率
    4.4 小结
第五章 蚯蚓垂直流人工湿地去除污染物动力学研究
    5.1 人工湿地动力学模型构建
    5.2 一级动力学模型
    5.3 结果与分析
        5.3.1 COD降解模型
        5.3.2 NH_4~+-N降解模型
        5.3.3 TN降解模型
        5.3.4 TP降解模型
    5.4 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文
致谢

四、潜流型人工湿地污水处理系统及其应用(论文参考文献)

  • [1]潮间带底泥强化人工湿地处理含盐废水的年际变化特征研究[D]. 吕瑞源. 山东师范大学, 2021(12)
  • [2]不同基质人工湿地对复合重金属污水的处理研究[D]. 熊维霞. 西南大学, 2021
  • [3]人工湿地污水处理技术应用概述及在我国西北地区的发展建议[J]. 国豪,李杰,王亚娥. 江苏农业科学, 2020(14)
  • [4]京津冀地区宜居乡村基础设施绿色化改造研究 ——以北京大兴魏善镇半壁店村为例[D]. 符清宇. 天津大学, 2020(02)
  • [5]雨洪管理视角下的半湿润地区滨水绿地设计 ——以河北省迁安市滨湖东路绿地为例[D]. 康嘉奇. 北京林业大学, 2020(02)
  • [6]基于水生态恢复理念的城市湿地公园设计 ——以武汉中法生态城什湖湿地公园为例[D]. 赵琦. 北京林业大学, 2020(02)
  • [7]人工湿地工程地质模型与水-岩作用研究[D]. 王櫹橦. 成都理工大学, 2020
  • [8]污泥处理湿地中污染物转化与微生物群落演替规律研究[D]. 王世全. 大连理工大学, 2020(01)
  • [9]产电型复合垂直流人工湿地对猪场废水的净化效能及其机理研究[D]. 刘峰. 南昌大学, 2019(01)
  • [10]蚯蚓在垂直流人工湿地中的防堵塞作用及其机制研究[D]. 衣学文. 上海大学, 2019(02)

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地下人工湿地污水处理系统及其应用
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