腐殖填料濾池（HF）工藝處理沖廁污水技術(shù)研究

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,農(nóng)村城市化水平不斷提高,然而由于村鎮(zhèn)居住區(qū)域性集中以及改水改廁的普及,村鎮(zhèn)生活污水經(jīng)化糞池預(yù)處理后排放或直接排放已經(jīng)成為村鎮(zhèn)水環(huán)境惡化的主要原因。針對我國農(nóng)村生活污水的特點,許多研究人員提出較為經(jīng)濟可行的方法是針對村落或居民點采用分散式處理,但現(xiàn)有生活污水分散式處理技術(shù)主要是以自然村或鎮(zhèn)為單元的污水收集和處理,且絕大部分以混合生活污水為處理對象,同時較少考慮處理尾水回用等資源化問題。事實上改水改廁后農(nóng)戶已經(jīng)具備了分質(zhì)分流的硬件條件,同時存在中水回用的需求,實現(xiàn)以戶為單位生活污水分質(zhì)處理的解決方案是農(nóng)村生活污水系列解決方案的重要組成部分,對農(nóng)村節(jié)水減排具有積極的現(xiàn)實意義。本論文擬采用腐殖填料濾池工藝(Humified media Filter, HF工藝)進行生活污水分散分質(zhì)處理技術(shù)的研究。 HF工藝的前期研究多以腐殖垃圾為填料,該工藝處理污水效果好,運行費用低,操作簡單,是一種適用于農(nóng)村分散處理生活污水要求的新技術(shù)。然而用其處理污水時還存在總氮去除率低和表層填料易堵塞問題,于是當(dāng)用HFI藝處理沖廁污水時,還需進行工藝優(yōu)化和填料改進方面的研究。 用泥炭做吸附劑靜態(tài)吸附磷和氮,研究吸附質(zhì)初始濃度、吸附時間、溫度、pH值對吸附效果的影響,為泥炭濾池吸附與生物降解協(xié)同作用的研究奠定基礎(chǔ)。結(jié)果顯示,泥炭對磷和氮的最佳吸附時間段為0～15min,因該階段不僅吸附速率大,而且吸附量也最優(yōu)。泥炭對磷吸附是一個放熱反應(yīng),升高溫度不利于磷的吸附,吸附特征可用Langmuir等溫吸附模型進行描述；泥炭對氨氮的吸附量隨溫度的升高先增大后減小,且等溫吸附可用Freundlich等溫線擬合。pH對泥炭吸附磷的效果影響很大,偏堿不利于泥炭對磷的吸附；泥炭對氨氮的吸附隨pH的升高而增大,但當(dāng)pH達到8時,泥炭出現(xiàn)有機碳溶出現(xiàn)象,不利于泥炭材料的穩(wěn)定性。在用泥炭做吸附劑時,為防止腐殖質(zhì)的溶出,要控制溶液的pH值不大于8。 以泥炭為HF工藝表層填料進行南園探索性試驗時,研究了HF工藝處理沖廁污水的效能及其影響因素。夏季運行時回流水量控制在25%,其對COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率達到79.2%,79.7%,44.0%和83.8%,冬季運行時回流水量控制在50%,其對COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率達到48.7%,26.3%,16.7%和37.2%,分析結(jié)果為,泥炭持水性好,不利于落干期水和空氣的接觸,且泥炭機械性能較差,易于收縮和膨脹。冬季水力負荷為0.76m3/(m2·d),運行三個月后仍未出現(xiàn)裝置堵塞問題,說明泥炭較腐殖垃圾有較好的抗堵塞性能。 在前期研究的基礎(chǔ)上,提出將腐殖垃圾中的微生物與泥炭組合的思路,驗證復(fù)合后的腐殖填料裝填入HF工藝濾池時,濾池的工作效能。通過對以泥炭和腐殖垃圾不同配比為復(fù)合腐殖填料的實驗柱比較,發(fā)現(xiàn)當(dāng)泥炭和腐殖垃圾的初始微生物量碳比為1：3時,實驗柱污水處理效能更加穩(wěn)定,處理效果較佳；當(dāng)初始微生物量碳比為1：2時,滲透系數(shù)最大,填料的微生物量碳最大,復(fù)氧效果最佳,并且通過泥炭和腐殖垃圾的配比,可有效緩解高pH值(8)時,填料腐殖質(zhì)的溶出現(xiàn)象,且泥炭和腐殖垃圾的初始微生物量碳比為1：5時,腐殖質(zhì)溶出最少?？梢娡都痈忱?腐殖垃圾內(nèi)的微生物和泥炭的協(xié)同作用,提高了填料的抗堵塞性能和污水處理效能,達到了預(yù)期的效果,且泥炭和腐殖垃圾初始微生物量碳為1：3時效果最優(yōu)。 在填料的改進方面,需進一步研究泥炭與腐殖垃圾復(fù)合填料的最優(yōu)配比,更好的提升填料的抗堵塞性能和污水去除的穩(wěn)定性；同時,需要進一步研究復(fù)合腐殖濾池工藝對有機物、氮和磷的去除機制,為工藝的推廣應(yīng)用提供更廣闊的空間。 【關(guān)鍵詞】：腐殖填料濾池 沖廁污水 泥炭 腐殖垃圾 復(fù)合腐殖填料
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 背景10-11
• 1.2 沖廁污水處理技術(shù)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 預(yù)處理11-12
• 1.2.2 厭氧處理12-13
• 1.2.3 好氧處理13-14
• 1.2.4 好氧-厭氧生物處理14-15
• 1.3 HF工藝15-16
• 1.3.1 HF工藝簡介15
• 1.3.2 HF工藝應(yīng)用15-16
• 1.4 研究思路和研究內(nèi)容16-18
• 1.4.1 研究目的16
• 1.4.2 研究思路16-17
• 1.4.3 研究內(nèi)容17-18
• 第二章 填料選擇及泥炭吸附性能研究18-32
• 2.1 填料的選擇18-19
• 2.2 泥炭吸附性能研究19-32
• 2.2.1 泥炭填料理化指標(biāo)19
• 2.2.2 泥炭吸附性能研究方法19-21
• 2.2.3 研究結(jié)果與討論21-31
• 2.2.4 結(jié)論31-32
• 第三章 泥炭濾池處理沖廁污水初步試驗32-39
• 3.1 試驗背景32
• 3.2 泥炭濾池試驗裝置32-33
• 3.3 泥炭濾池處理沖廁污水的實驗33-34
• 3.3.1 處理沖廁污水水質(zhì)33-34
• 3.3.2 水力負荷34
• 3.3.3 出水回流34
• 3.3.4 測定指標(biāo)、方法和主要儀器34
• 3.4 泥炭濾池夏季運行效果34-35
• 3.5 泥炭濾池冬季運行效果35-38
• 3.6 存在問題分析38-39
• 第四章 復(fù)合腐殖填料濾池處理沖廁污水實驗室研究39-51
• 4.1 研究思路39-40
• 4.2 實驗材料和方法40-43
• 4.2.1 實驗裝置40
• 4.2.2 復(fù)合填料配制40-41
• 4.2.3 實驗用水41
• 4.2.4 測定指標(biāo)、方法和主要儀器41-42
• 4.2.5 實驗方法和研究內(nèi)容42-43
• 4.3 污染物降解效能分析與討論43-48
• 4.3.1 COD43-45
• 4.3.2 氨氮和總氮45-46
• 4.3.3 總磷46-47
• 4.3.4 出水色度、pH和DO變化47-48
• 4.4 微生物量碳的測定以及對復(fù)合腐殖填料配制的指導(dǎo)意義48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 結(jié)論和展望51-53
• 5.1 結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻53-56
• 科研成果56-57
• 致謝57-58

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