摘 要

本研究采用底部曝气式垂直流湿地 折流式水平流湿地的组合模式，对垂直流湿地加强曝气以及通过分流比（加入原污水与经过垂直曝气处理的污水混合）的方式来加强养殖废水处理。在曝气垂直流湿地，TN的去除率达到73.32%，NH₄ -N的去除率在80%以上，对P的去除基本在50%左右，对COD的去除达到85%以上。水平流阶段P的百分去除率在55％~70%之间，相对于曝气垂直流湿地来说有所提高。整个系统的去除率：NH₄ -N、TN在60%以上，TP、IP的百分去除率在70%以上，COD的百分去除率在88%左右。经过湿地处理的TN、COD浓度达到城镇污水排放一级A标准，P的含量在1~3mg/L之间，达到二级标准，出水的各物质浓度比较低，净化效能比较好。通过本实验得出曝气和分流对整体的净化效能有一定的正效应。装置对COD、TN的去除效果比较好，但对磷的去除不够稳定，还需改进。

关键词：组合湿地；曝气强化；净化效能；分流比；排序分析

Abstract

In this study, a novle combination of bottom-aerated vertical-flow constructed wetland (CW) followed by baffled horizontal flow CW was constructed for the enhanced treatment of synthetic aquaculture wastewater. The enhancement was completed with the regulation of artificial aeration and split ratio, which was the volume ratio of vertical-flow CW effluent versus raw synthetic wastewater added into the next horizontal flow CW. In the aerated vertical-flow CW, total nitrogen (TN) removal rate reached 73.32%, NH₄ -N removal rate was above 80%, phosphorus (P) removal rate was about 50%, and COD_Mnremoval rate was above 85%. Likely, the percent removal rate of P in the horizontal flow CW was between 55%~70%, which was obviously improved. For the overall removal rate: NH₄ -N and TN were higher than 60%, total P (TP) and inorganic P (IP) were higher than 70%, and the percent removal rate of COD_Mn was about 88%. The concentrations of TN and COD_Mn in the final effluent could reach the first grade A standard of urban sewage discharge; P content was in the range of 1~3mg/L, which was between the two standards. Generally, the lower concentration of each pollutant in the effluent was, the higher purification efficiency was obtained. Through the overall analysis, it was found that artificial aeration and suitable split ratio displayed a positive effect on treatment performance. The hybrid system displayed ideal removal efficiency on COD_Mn and TN, but an unstable removal rate was observed on P. Hence, improvement of the hybrid system was needed in further research.

Key words: hybrid wetland; aeration enhancement; purification efficiency; split ratio; redundancy analysis

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2 国内外研究现状及发展动态分析 1

1.2.1 人工湿地的净化途径 1

1.2.2 人工湿地应用于水产养殖中存在的问题 3

1.3 本研究的目的意义 4

第二章 材料与方法 6

2.1 实验装置 6

2.2 实验方法 6

2.3 进水水质 7

2.4 污水净化效率的计算方法 7

2.5数据处理 8

第三章 结果与分析 9

3.1曝气垂直流湿地净化效果及影响因素分析 9

3.1.1进、出水理化特征比较 9

3.1.2 湿地的净化效能分析 10

3.1.3 垂直流湿地净化效能排序分析 11

3.1.4讨论与结果 14

3.2折流式水平流湿地净化效果及影响因素分析 15

3.2.1进、出水理化特征比较 15

3.2.2湿地的净化效能分析 16

3.2.3水平流湿地净化效能排序分析 18

3.2.4讨论与结果 20

3.3组合式地系统净化效果及分析 21

3.3.1数据分析 21

3.3.2结果与讨论 22

第四章 结论 23

参考文献 24

致 谢 26

第一章 绪论

1.1研究背景

随着我国经济的飞跃发展，人民的生活水平稳步提升，我国人民对生活的品质要求不断提升。在水处理方向逐渐由城市污水、工业废水的处理扩展到农村污废水、校园污废水以及养殖废水方向发展，以追求人民生活品质的提升。我国是一个水产养殖大国，水产养殖产量连续多年位居世界首位。但是伴随水产养殖的持续增长，由之带来的环境问题日益突出。众所周知，水产养殖是农业面源污染的重要来源，也是导致水体富营养化的主要贡献者。在面临全国水资源紧缺，水污染形势日趋严峻的局面下，解决和控制好水产养殖尾水排放，增加水体循环使用力度，是实现水产养殖可持续发展的重要途径。

近年来对环保愈加重视，对水处理发展也追求多方面发展，希望在处理过程中经济环保双发展，在2015年4月17日国务院颁发了水十条，足以见得当今国家对水处理愈加重视，人工湿地的优势也就凸显。人工湿地是一种低成本的污水生态处理技术，现已被逐渐拓展到水产养殖业中^[1,2]。近年来，有关人工湿地研究颇多，但主要集中于生活污水、工业废水、地表径流等，关于人工湿地在水产养殖中的应用非常有限。究其原因可以归结为两点：一是现有人工湿地技术并不完全成熟，基建成本偏高，处理能力有限，部分核心点仍处于发展阶段；二是水产养殖尾水特性多样，且普遍具有污染强度低、排放量大等特征。因此，针对水产养殖的特殊需求，探究适宜的人工湿地尾水处理技术，对于促进渔业发展和保护生态环境具有重要的理论和现实意义。

1.2 国内外研究现状及发展动态分析

1.2.1 人工湿地的净化途径

人工湿地按水流流态可以分为三种类型：自由表面流、水平潜流和垂直潜流；垂直潜流又包括上行流、下行流和复合垂直流，垂直潜流是现行潜流湿地处理生活污水的主流模式^[3]。目前采用的人工湿地多为连续流。由于自然复氧能力有限，湿地床体常采用较浅的构造^[4]。深度较小、运行负荷较低、占地面积大，成为人工湿地推广应用的瓶颈^[5]。此外，连续流人工湿地复氧能力低还导致湿地脱氮效能低、易堵塞等问题。潜流人工湿地可以去除90%以上的有机物，但是对氮、磷的去除率较低，而氮、磷又是水体富营养化的主导因子^[6]。骆志强等指出，采用人工湿地处理水产养殖废水存在淤积堵塞、占地面积大等问题，需要综合考虑运行周期、植被选择以及气候条件的影响等^[7]。