景观-活性污泥生态系统的构建及 氮磷转移规律的定量分析

Posted 2021-05-23 踟蹰横渡口,彳亍上滩舟。

景观-活性污泥生态系统的构建及氮磷转移规律的定量分析

The Establishment of Landscape-Activated Sludge Ecological System(LASeM) and the Quantitative Analysis of the Transfer Law of Nitrogen and Phosphorus

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目录
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 传统污水生态处理方法 1
1.2.1 人工湿地 1
1.2.1.1 国内外应用现状 2
1.2.1.2 人工湿地植物 3
1.2.2 氧化塘 3
1.2.3 人工浮岛 4
1.3 植物-活性污泥系统 4
1.3.1 FBR 5
1.3.2 living Machine 6
1.4 植物-活性污泥系统中植物作用 8
1.4.1 植物的去污作用 8
1.4.1.1 植物直接利用 8
1.4.1.2 与微生物、滤料的协同作用 9
1.4.1.3 传递氧气和分泌感化物质 9
1.4.2 景观作用 10
1.4.3 经济价值 10
1.5 植物-活性污泥技术发展趋势 10
1.6 课题的研究意义和内容 11
1.6.1 研究意义 11
1.6.2 研究内容 11
第2章 实验 12
2.1 实验装置 12
2.2 进水水质 13
2.3 实验主要设备及仪器 13
2.4 水质分析方法 14
2.5 实验条件 14
第3章 结果与讨论 16
3.1 氮迁移转化规律的分析 16
3.1.1 氨氮的吹脱 16
3.1.2 植物、陶粒基质及微生物的作用 17
3.2 磷迁移转化规律的分析 19
3.2.1 植物、陶粒基质及微生物的作用 20
3.3 小结 21
第4章 结论与建议 23
4.1 结论 23
4.2 建议 23
参考文献 24

摘要：
水体中氮、磷等营养物质超标，是造成水体富营养化的主要原因之一。针对这个问题，本课题提出了景观-活性污泥生态系统的构建。本课题将活性污泥、生物质陶粒、景观植物和观赏鱼类耦合，构建景观-活性污泥生态处理系统（Landscape-Activated Sludge Ecological System，LASeM），用来处理农村生活污水，研究此复合反应系统的氮磷迁移转化规律。
结果表明活性污泥内微生物对总氮的同化和降解起主导作用，而植物对总氮去除发挥的作用还是不可忽视的，在一定程度上提高了整个系统的脱氮效率;而植物的直接吸收和根系微生物的降解作用与微生物的降解作用共同承担了对系统内总磷的去除任务。
关键词：景观-活性污泥生态处理系统；氮磷转移规律；定量分析
 
The Establishment of Landscape-Activated Sludge Ecological System(LASeM)
and the Quantitative Analysis of the Transfer Law of Nitrogen and Phosphorus
Abstract
The nutrient substances in water such as Nitrogen and Phosphorus is one of the reasons which causes water entrophication. To address this problem, This issue comes up with the establishment of Landscape-Activated Sludge Ecological System(LASeM). This task will couple activated sludge, biomass ceramsite, landscape plants and ornamental fishes to establish Landscape-Activated Sludge Ecological System (LASeM). This system will be used to deal with rural domestic sewage and study the migration and transformation law of Nitrogen and Phosphorus of this compuund reaction system.
The result shows that microorganisms in activated sludge play a leading role in assimilation and degradation of total Nitrogen and the role of removal of total Nitrogen that plants play on can not be ignored, it improves the efficiency of removal of Nitrogen of the whole system to a certain extent.Ans it also turns out that effects of direct absorption of plants and degradation of microorganisms in roots of plants share the removal tasks of Phosphorus the whole system with degradation of microorganisms.
Keywords:Landscape-Activated Sludge Ecosystem; Transfer Law of Nitrogen and
Phosphorus; Quantitative Analysis

人工湿地示意图

FBR技术污水处理流程图

Living Machine技术流程图

改进型living Machine流程图

植物-活性污泥系统中N形态转化

植物-活性污泥生态系统中P形态转化

各种污水景观生态技术比较
技术 人工湿地 氧化塘 人工浮岛 FBR LM
效果 一般 一般 低 好 好
占地 较大 很大 — 小 小
建设费 低 低 一般 高 高
运行费 低 很低 低 高 高
管理 简单 简单 简单 一般 一般
景观性 一般 一般 一般 好 好
产生影响 低 高 低 低 低
处理量 小 小 小 大 小
HRT 长 很长 很长 短 短

景观-活性污泥生态处理系统装置图

实验过程中氮素的变化情况（A: NH4±N, B:NO3–N、NO2–N, C:TN）

实验过程中磷素的变化情况

结论和建议

根据上文分析，主要得出结论如下：
    1.氮迁移转化规律的分析
活性污泥内微生物对总氮的同化和降解起主导作用，而植物对总氮去除发挥的作用还是不可忽视的，在一定程度上提高了整个系统的脱氮效率。
    2.磷迁移转化规律的分析
植物的直接吸收和根系微生物的降解作用与微生物的降解作用共同承担了对系统内总磷的去除任务。

在全面分析实验数据、仔细观察实验相关数据图走势、认真总结实验结论以及详细比对他人研究成果的基础上，总结出了需要在后续工作中加以改进的方面以及对今后的研究方向和实验设想的建议。
    （1）可以将定量分析与定性分析相结合，这样可以更好地研究氮、磷的转
 移规律；
    （2）在后续的研究中，可以用其他植物比如香蒲、香根草等等作为风车草                    
 的比较实验，这样可以研究出在各种条件下用哪种植物来构建景观-活性污泥生态系统更为合适。

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