生物滞留系统对路面雨水氮素去除及N2O与CO2排放特征研究

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1、学校代号10532学号S1501000600分类号X52密级公开硕士学位论文生物滞留系统对路面雨水氮素去除及N2O与CO2排放特征研究学位申请人姓名赵倩培养单位土木工程学院导师姓名及职称许仕荣教授学科专业土木工程研究方向水质净化与水污染控制论文提交日期2018年5月28日学校代号：10532学号：S150100060密级：公开湖南大学硕士学位论文生物滞留系统对路面雨水氮素去除及N2O与CO2排放特征研究学位申请人姓名：赵倩导师姓名及职称：许仕荣教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年05月28日论文答辩日期：2018年05月31日答辩委

2、员会主席：施周教授ResearchontheimprovedeffectofnitrogenremovalandcharacteristicsofN2OandCO2emissioninbioretentionsystembyZHAOQianB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMunicipalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUnive

3、rsitySupervisorProfessorXUShirongMay，2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权

4、湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I生物滞留系统对路面雨水氮素去除及N2O与CO2排放特征研究摘要雨水生物滞留系统，是一种基于渗透原理的城市雨水径流原位控制措施，有着高效的径流削减能力、水质净化能力和污染负荷削减能力，目前在国内外得到广泛认同和应用。本文以生物滞留系统为研究对象，通过柱状模拟实验，研究了生物滞留系统对路面雨水径流中T

5、N、TDN、NH+-4-N和NO3-N的去除效果，以及生物滞留系统在降雨后温室气体N2O和CO2的排放特征，分别对影响氮素去除效果和温室气体排放的因素进行了探讨。生物滞留系统模拟路面降雨径流实验结果表明，生物质炭添加于传统生物滞留系统中，明显提高了系统对氮素的去除效果和径流量削减能力，且去除效果随生物质炭用量的增加而增加。系统在中、高污染负荷下的氮污染物质量削减率高于低污染负荷，9天左右的落干期可使相同降雨污染负荷条件下的下场降雨氮素削减率达最高值。种植植物对生物滞留系统氮素污染物的去除效果有促进作用。整个降雨过程中，氮素主要以NO-+3-N的形式淋出，NH4-N

6、的去除效果最好。淹没区的设置明显提高了系统对TN和NO--3的去除率，其中NO3的去除率提升较大，NH+4的去除率有小幅度降低。综合比较，生物质炭的适宜添加量为2%。雨后生物滞留系统气体排放实验结果表明，降雨后各装置N2O与CO2排放通量的总体变化趋势相反，N2O峰值出现在雨后初期，之后排放通量随时间逐渐降低直至稳定。CO2峰值出现在雨后落干期，雨后初期排放通量最低，之后随时间逐渐升高直至稳定。峰值期内，N2O和CO2排放通量均随生物质炭用量的增加而升高，生物质炭的添加对N152O的排放有抑制作用，但会明显促进CO2的排放，N示踪法确定降雨初期N2O排放通量较高时

7、，N2O排放的主要来源为反硝化过程。装置BC0在进水主要污染物为NO-+3-N&NH4-N的条件下N2O与CO2的排放量最高，生物质炭改良装置在进水主要污染物为NO-3-N的条件下N2O排放量最高。淹没区的设置显著提高了系统N2O的排放量，抑制了生物质炭改良系统CO2的排放。落干期对系统N2O排放的影响明显高于对系统CO2排放的影响。本次实验的两种温室气体中CO2是综合温室效应的主要贡献者，N2O的贡献率不足1%，各处理装置综合温室效应均随生物质炭用量的增加而升高。生物质炭的添加在短期内会促进生物滞留系统温室气体排放的综合温室效应，但2%的生物质炭添加与淹没区的设

8、置，能减小