城市污水處理廠對周邊環(huán)境污染及防治初步研究

【摘要】： 城市污水處理廠作為市政建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在減少水體污染方面發(fā)揮重要作用。由于其自身的特殊性，目前絕大多數(shù)污水處理廠在改善城市水環(huán)境的同時，又成為新的污染源，主要表現(xiàn)為出水水質(zhì)不能達標、污泥不能妥善處理處置和惡臭物質(zhì)排放帶來的二次污染等方面。因此，開展城市污水處理廠對周邊環(huán)境的污染與防治技術(shù)研究，具有重大現(xiàn)實意義。 針對部分污水處理廠進水超過設(shè)計處理量或設(shè)計進水濃度，或者因環(huán)保標準提高而造成出水水質(zhì)不能達標排放等情況，開展了對活性污泥法技術(shù)改造的試驗研究工作。通過在曝氣池中投加懸浮填料，形成復(fù)合生物處理工藝，進行了處理規(guī)模為3m~3／d的中試試驗。研究了不同填料，不同曝氣方式及填料投配率對處理后出水COD的影響，得出復(fù)合生物處理工藝對提高污水處理量的實驗研究結(jié)果，并運用于實際生產(chǎn)。試驗結(jié)果表明，由于復(fù)合生物處理工藝能提高生物量，有效地提高了生物反應(yīng)池的容積利用效率，從而提高其處理能力和處理效果。投加懸浮塑料球的復(fù)合生物處理反應(yīng)器比投加固定式軟性纖維填料對COD處理效果更好，使用微孔管曝氣的效果優(yōu)于葉輪表面曝氣；懸浮填料的最佳投配率為15％，在此填料投配率下，復(fù)合生物處理反應(yīng)器可以提高30％處理能力。生產(chǎn)運行結(jié)果表明，15％填料投配率下，水量達到額定水量的143％，復(fù)合生物處理工藝對COD、BOD_5、SS等有機物去除率可以達到傳統(tǒng)活性污泥工藝的額定水量的去除水平。研究表明，應(yīng)用復(fù)合生物處理工藝改造傳統(tǒng)活性污泥法是改善現(xiàn)有城市污水處理廠工藝、提高污水處理能力與效率的有效途徑。 針對污水處理廠污泥污染問題，特別是污泥中含有的大量持久性有機污染物，采用氣相色譜儀(GC)和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，研究污泥中多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)的含量水平與分布特征，同時研究生活污水中普遍存在的有機污染物——多環(huán)麝香在污泥中的濃度分布及成因分析。結(jié)果表明，廣州三個典型城市污水處理廠∑PAHs的含量在2.534-6.972mg／kg之間，平均為4.395mg／kg，其中含量較高的化合物是三環(huán)的菲和四環(huán)的熒蒽；PCBs的含量在10.278-40.634μg／kg之間，平均為30.315μg／kg，PCBs組分以含四氯、五氯和六氯的PCB單體為主；多環(huán)麝香則以佳樂麝香(HHCB)和吐納麝香(AHTN)兩種化合物為主，其平均含量為10.762 mg／kg和2.599 mg／kg，同時提出了減少污泥中持久性有機污染物的防治措施。 針對目前我國城市污水處理廠惡臭污染嚴重的現(xiàn)實情況，運用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀及吹掃-捕集系統(tǒng)分析手段，對污水處理廠不同工藝單元氣液兩相中惡臭有機含硫化合物(甲硫醇、甲硫醚、羰基硫、二硫化碳和二甲二硫)進行了定性和定量分析，研究其在污水處理廠的分布特征，并對其產(chǎn)生機制及來源進行了較為詳實的解析。結(jié)果表明，在水相和氣相中惡臭化合物的分布在不同的處理單元呈現(xiàn)不同的濃度，但經(jīng)過污水處理廠各工藝的處理后，兩相中(液相和氣相)的惡臭含硫化合物均有明顯下降，液相去除率為87.4％，氣相去除率達到93.4％。同時發(fā)現(xiàn)進水水質(zhì)污染指標愈高，好氧生化反應(yīng)停留時間愈短，污水或污泥厭氧時間越長，惡臭含硫化合物在污水處理廠大氣和水體中的含量越高。論文提出了減少污水處理廠惡臭污染的控制措施。 【關(guān)鍵詞】：城市污水處理廠 出水達標排放 污泥 持久性有機污染物 惡臭污染物
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（廣州地球化學研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 我國城市污水處理廠的發(fā)展概況11-12
• 1.2 城市污水處理技術(shù)與工藝12-13
• 1.3 城市污水處理廠對周邊環(huán)境的污染13-19
• 1.3.1 城市污水處理廠出水不達標14
• 1.3.2 城市污水處理廠終端產(chǎn)物——污泥污染14-17
• 1.3.3 城市污水處理廠的惡臭污染17-19
• 1.4 本研究立題依據(jù)和研究意義19-21
• 1.4.1 研究目的19
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 活性污泥處理工藝改造為復(fù)合生物處理工藝的中試試驗及其應(yīng)用研究21-50
• 2.1 前言21-22
• 2.2 復(fù)合生物處理工藝研究現(xiàn)狀22-25
• 2.3 試驗裝置和方法25-28
• 2.3.1 試驗裝置25-26
• 2.3.2 試驗方法26-27
• 2.3.3 分析方法27-28
• 2.4 試驗結(jié)果和討論28-39
• 2.4.1 填料的篩選28-30
• 2.4.2 曝氣方式的影響30-35
• 2.4.3 最佳填料投配率的篩選35-37
• 2.4.4 與活性污泥處理法比較復(fù)合生物處理工藝提高污水處理量的程度37-39
• 2.5 試驗結(jié)論39
• 2.6 復(fù)合生物處理工藝對西區(qū)廠改造的實際應(yīng)用研究39-48
• 2.6.1 西區(qū)廠工藝現(xiàn)狀及存在問題39-41
• 2.6.2 改造的可行性41-42
• 2.6.3 曝氣池改造設(shè)計參數(shù)42
• 2.6.4 改造內(nèi)容及主要工程量42-43
• 2.6.5 生產(chǎn)運行結(jié)果及分析43-46
• 2.6.6 經(jīng)濟效果46-48
• 2.7 結(jié)論與建議48-50
• 2.7.1 結(jié)論48
• 2.7.2 建議48-50
• 第三章 城市污水處理廠污泥中持久性有機污染物的初步研究50-71
• 3.1 前言50-56
• 3.2 材料和方法56-61
• 3.2.1 化學試劑56
• 3.2.2 樣品采集56-57
• 3.2.3 樣品處理與分析57-61
• 3.2.4 質(zhì)量控制與質(zhì)量保證61
• 3.3 結(jié)果和討論61-69
• 3.3.1 污泥樣品中多環(huán)麝香的分布特征61-63
• 3.3.2 污泥樣品中多環(huán)芳烴的分布特征63-66
• 3.3.3 污泥樣品中多氯聯(lián)苯的分布特征66-67
• 3.3.4 影響城市污泥中持久性有機污染物種類和含量的可能因素67-68
• 3.3.5 防治措施及研究重點68-69
• 3.4 結(jié)論69-71
• 第四章 城市污水處理廠惡臭含硫化合物的分布特征71-93
• 4.1 前言71-76
• 4.2 材料和方法76-80
• 4.2.1 化學試劑76
• 4.2.2 樣品采集與預(yù)處理76-79
• 4.2.3 樣品分析79-80
• 4.3 結(jié)果和討論80-92
• 4.3.1 改進的動力學取樣方法和新的吹脫方法80-84
• 4.3.2 污水處理廠惡臭含硫化合物分布特征84-89
• 4.3.3 污水處理廠惡臭的控制措施89-92
• 4.4 結(jié)論92-93
• 結(jié)論93-95
• 本論文創(chuàng)新之處95-96
• 參考文獻96-112
• 致謝112-113
• 攻讀博士學位期間所發(fā)表論文113-115

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