樹皮水解產(chǎn)物作為污水廠深度處理反硝化碳源的適配性研究

【摘要】：目前，在城市生活污水的處理過程中常常會遇到碳源不足的問題，這樣會降低系統(tǒng)的脫氮效率。傳統(tǒng)的外加碳源如甲醇、乙酸等具有成本高、管理難等問題，所以更多研究者采用天然有機物作為外加碳源。纖維素物質(zhì)所含有機物的釋放規(guī)律決定著反硝化反應的進程，所以本試驗重點研究杉樹皮釋放碳源的規(guī)律如碳源釋放量、反應速率以及影響碳源釋放的因素等。 試驗采用以杉樹皮為填料的垂直流人工濕地系統(tǒng)，并單一改變裝置的水力停留時間或者進水硝酸鹽負荷，各因素試驗均分為五個階段，研究這兩個因素對裝置內(nèi)樹皮所釋放的碳源量及其反應速率的影響，試驗所得結(jié)論如下： （1）樹皮經(jīng)過掛膜階段后投入人工濕地裝置進入馴化階段，馴化期分為四個階段。在這四個階段中，乙酸鈉的濃度從200mg/L逐漸降低至0mg/L，當不添加外加碳源時，系統(tǒng)最終達到穩(wěn)定狀態(tài)后硝態(tài)氮的去除率在43%左右。 （2）樹皮釋放的總碳源含量與水力停留時間滿足關(guān)系式：C=28.574ln(t)+34.475。當水力停留時間在0.75d~1.12d時，單位體積樹皮釋放碳源速率隨著水力停留時間的提高而增大；在1.12d~4.48d時，單位體積樹皮釋放碳源速率隨著水力停留時間的提高而有所下降；水力停留時間為1.12d時最利于樹皮釋放碳源。試驗過程中，裝置內(nèi)單位體積樹皮每天釋放的碳源量最大值為39.85mg，最小值為16.48mg。有機物的消耗速率為30mg/(L·d)左右，該速率與水力停留時間的改變無關(guān)。裝置出水CODcr濃度隨著水力停留時間的提高而增大，但不會造成出水的二次污染。 （3）硝酸鹽負荷影響試驗結(jié)果表明，樹皮所釋放的碳源濃度最大可以達到45.23mg/L~47.14mg/L。裝置內(nèi)單位體積樹皮釋放碳源速率與進水硝酸鹽負荷滿足關(guān)系式：y=1.063x+9.798，即隨著硝酸鹽負荷的減小碳源釋放速率逐漸減小。當NaNO3濃度為180mg/L時，單位體積樹皮每天釋放的平均碳源量達到最大值為41.22mg。裝置內(nèi)有機物的消耗速率隨著進水硝酸鹽負荷的減小而降低，最大的平均有機物消耗速率為37.02mg/(L·d)，最小的平均有機物消耗速率為21.59mg/(L·d)。裝置出水CODcr濃度隨著硝酸鹽負荷的提高而增大，但不會造成出水的二次污染。 （4）利用污水廠二沉池出水作為人工濕地裝置進水，系統(tǒng)運行穩(wěn)定后硝態(tài)氮的去除率能夠維持在60%左右，且裝置出水CODcr濃度仍能達標。樹皮所能釋放的總CODcr濃度范圍為16.17mg/L~17.57mg/L，樹皮每天的釋放碳源量平均值為40.28mg。 【關(guān)鍵詞】：杉樹皮 人工濕地 深度脫氮 外加碳源
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-29
• 1.1 水污染現(xiàn)狀10-11
• 1.2 人工濕地概述11-13
• 1.3 人工濕地的組成13-15
• 1.3.1 基質(zhì)13
• 1.3.2 植物13-14
• 1.3.3 微生物14
• 1.3.4 水14-15
• 1.4 人工濕地的分類及其特點15-16
• 1.4.1 表面流人工濕地15
• 1.4.2 潛流人工濕地15-16
• 1.4.3 垂直流人工濕地16
• 1.5 氮元素的污染及其去除機理16-22
• 1.5.1 水體富營養(yǎng)化現(xiàn)狀16-18
• 1.5.2 氮元素的污染現(xiàn)狀及危害18-19
• 1.5.3 人工濕地的脫氮機理19-22
• 1.6 國內(nèi)外人工濕地脫氮外加碳源的研究22-27
• 1.6.1 傳統(tǒng)碳源22-24
• 1.6.2 新型碳源24-27
• 1.7 天然有機物作為反硝化碳源的發(fā)展趨勢27-29
• 第2章 研究目的、內(nèi)容及方法29-35
• 2.1 研究目的及意義29-30
• 2.2 技術(shù)路線30
• 2.3 研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題30-32
• 2.4 試驗方法32-35
• 第3章 人工濕地系統(tǒng)內(nèi)樹皮填料的掛膜與馴化35-41
• 3.1 試驗目的35
• 3.2 試驗裝置與方法35-38
• 3.2.1 試驗裝置35-37
• 3.2.2 試驗方法與步驟37-38
• 3.3 試驗結(jié)果與討論38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 水力停留時間對樹皮釋放碳源的影響41-52
• 4.1 試驗目的41
• 4.2 試驗方法41-42
• 4.3 試驗結(jié)果與討論42-50
• 4.3.1 進出水硝態(tài)氮濃度及其反應速率42-45
• 4.3.2 進出水 COD、總糖濃度45-46
• 4.3.3 樹皮釋放的碳源量及其反應速率46-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第5章 硝酸鹽負荷對樹皮釋放碳源的影響52-63
• 5.1 試驗目的52
• 5.2 試驗方法52-53
• 5.3 試驗結(jié)果與討論53-62
• 5.3.1 進出水硝態(tài)氮濃度及其反應速率53-56
• 5.3.2 進出水 COD、總糖濃度56-58
• 5.3.3 樹皮釋放的碳源量及其反應速率58-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 人工濕地系統(tǒng)對污水廠出水深度脫氮試驗63-66
• 6.1 試驗目的63
• 6.2 試驗方法63
• 6.3 試驗結(jié)果與討論63-65
• 6.3.1 進出水硝態(tài)氮及 COD 濃度63-65
• 6.3.2 樹皮釋放的碳源量65
• 6.4 本章小結(jié)65-66
• 第7章 結(jié)論與建議66-68
• 7.1 試驗結(jié)論66-67
• 7.2 試驗建議67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72

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