人工湿地不同工艺对重金属的去除研究

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1、分分类号:X510710-2013229047专业硕士学位论文人工湿地不同工艺对重金属的去除研究曹婷婷导师姓名职称陈爱侠副教授专业学位类别申请学位类别工学硕士及领域名称环境工程论文提交日期2015年4月6日论文答辩日期2015年6月2日学位授予单位长安大学StudyondifferentprocessofheavymetalremovalinartificialwetlandAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：CaoTingtingSupervisor：Associate

2、Prof.ChenAixiaChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明.•本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年/月i日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专

3、利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名：表年#月；日摘要重金属污染具有很严重的潜在危害，且重金属污染一旦发生很难消除，重金属在环境中通过食物链传递进行富集以致对食物链终极消费者人类的健康产生威胁。人工湿地作为污水处理的新型工艺，人工湿地有很强的抗冲击负荷能力，较好的净化水质能力并且其基建运行费用低廉的优点。人工湿地可以通过基质、植物、微生物对水中的重金属进行去除。人工湿地常见工艺有垂直潜流、水平潜流、表面流等形

4、式。目前被广泛运用的人工湿地基质填料种类繁多。因此工程中针对不同污染物选用何种工艺、何种基质的研究很有必要。本文选用皂河人工湿地示范工程系列1~系列5五种复合人工湿地系统为研究对象，其中系列1为垂直潜流+水平潜流复合人工湿地系统、系列2为水平潜流+表面流复合人工湿地系统、系列3为垂直潜流+水平潜流+表面流复合人工湿地系统、系列4为水平潜流+表面流复合人工湿地系统、系列5为表面流+表面流复合人工湿系统。研究不同工艺、不同基质条件下人工湿地系统对水中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn5中重金属的去除效果。探讨不同工艺下不同基质中重金属的

5、沿程分布特征。分析系列5中（沙子+铝泥）基质对重金属的累积量与其理化性质的相关性。主要研究结果如下：1.人工湿地去除重金属机理（1）人工湿地系统中重金属与基质之间通过物理过程、化学过程、生物过程共同作用达到固定重金属的目的，且基质对重金属去除起主要作用。（2）人工湿地系统中重金属通过植物过滤、植物钝化、植物提取、植物挥发等方式实现重金属的去除，但植物对重金属的去除贡献不大。2.系列1~系列5复合人工湿地系统对重金属的去除效果（1）系列1系统~系列4系统复合型人工湿地对Cd、Cr、Cu、Pb、Zn5中重金属都有一定的去除效果。系

6、列5除对Cu和Zn有显著释放现象外对Cd、Cr、Pb三种重金属也有一定的去除效果。各系列对Cd的去除率在75.00%~87.88%之间；对Cr的去除率在59.10%~73.10%之间；对Cu的去除率在24.14%~52.49%之间；对Pb去除率在57.79%~73.20%之间；对Zn去除率在27.86%~54.14%之间。（2）垂直潜流人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于水平潜流和表面流人工湿地；多级复合型人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于单级人工湿地；在表面流人工湿地中增加水力停留时间可提高对Cd、Cr、Pb的去除

7、效果；垂直潜流和水平潜流人工湿地对Cu的去除差异不大。垂直潜流人工湿地对Zn的去除效果优于水平潜流人工湿地；垂I直潜流+水平潜流复合型人工湿地对Cu和Zn的去除效果优于单种工艺的人工湿地。（3）表面流人工湿地对Cu和Zn均有释放现象，其可能原因为；Zn的可还原态高于除残渣态以外的其他形态，Cu的弱酸可溶态高于除残渣态以外的其他形态。由于人工湿地运行时间已久，水环境偏酸性，溶解氧较低使得Cu和Zn释放到水相中形成二次污染。3.人工湿地基质中重金属的沿程分布特征（1）重金属在各人工湿地基质中的平均含量大小依次为Zn>Cr>Pb>C

8、u>Cd。各种基质对Zn的累积含量在247.76mg/kg~438.18mg/kg之间；对Cr的累积含量在114.89mg/kg~127.30mg/kg；对Pb的累积含量在73.75mg/kg~77.62mg/kg；对Cu的累积含量在39.42mg/kg~68.43mg/kg