垂直流濾器處理農(nóng)村生活污水試驗(yàn)研究

【摘要】：隨著新農(nóng)村建設(shè)全面深入,農(nóng)村面貌發(fā)生了翻天覆地的變化,農(nóng)村居民生活水平得到了持續(xù)提高。與此同時,農(nóng)村家庭用水量大幅增長,導(dǎo)致生活污水排放量不斷攀升。由于農(nóng)村污水收集、處理設(shè)施不完善,大量的生活污水得不到有效收集和處理而排向室外或在街道上漫流。農(nóng)村污水及其中污染物的肆意排放導(dǎo)致了庭院蚊蠅滋生、村落環(huán)境污染,引發(fā)了農(nóng)村水環(huán)境及土壤環(huán)境的污染,降低了農(nóng)村居民生活舒適程度,甚至還會危害農(nóng)村居民的身心健康。由此可見,農(nóng)村生活污水問題已經(jīng)成為影響新農(nóng)村建設(shè)成敗的關(guān)鍵問題,是相關(guān)政府部門、專家學(xué)者及社會大眾關(guān)注的焦點(diǎn)問題。 因此,以農(nóng)村生活污水為研究對象,首先,針對污水排放特點(diǎn),提出了源頭分離、分散式收集、集中式收集以及納入市政管網(wǎng)等污水收集方式;其次,針對污水水質(zhì)特點(diǎn),比較分析了沼氣池技術(shù)、人工濕地技術(shù)、穩(wěn)定塘技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等適宜在農(nóng)村應(yīng)用的污水綜合處理技術(shù);最后,針對農(nóng)村生活方式,分析了污水不便收集的原因在于排放的空間隨意性和時間分散性,進(jìn)而提出了一種可引導(dǎo)農(nóng)村生活污水定點(diǎn)收集,同時消減污染物濃度的垂直流濾器污水處理工藝,并進(jìn)行試驗(yàn)研究,探討其適合華北農(nóng)村生活污水及其排放特點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù),以期實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水的低成本收集和資源化利用,解決因水環(huán)境污染而導(dǎo)致的人群健康和環(huán)境污染問題。 該垂直流濾器借鑒了普通生物濾池處理污染物的原理,利用顆粒濾料的物理過濾、吸附性能,并結(jié)合生物氧化、降解功能,可在低動力消耗的條件下有效消減生活污水中的主要污染物。在試驗(yàn)研究過程中,首先分析了爐渣、河砂、陶粒三種濾料對磷的靜態(tài)吸附效果,然后重點(diǎn)考察了裝填不同濾料的垂直流濾器對COD_cr、NH_4~+-N及TP的去除效果。 靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明,爐渣、河砂、陶粒對磷具有相似的靜態(tài)吸附特征。在試驗(yàn)條件下,磷原始濃度120mg/L是濾料吸附磷的飽和極限值,低于該值時,磷濃度就會成為對其靜態(tài)吸附的限制條件;此外,在三種濾料中,陶粒對磷的吸附效果要明顯優(yōu)于爐渣及河砂。 垂直流濾器在不同工況下對COD_cr、NH_4~+-N及TP的去除性能試驗(yàn)表明:①在水力負(fù)荷為0.35m~3/m~2.d的運(yùn)行條件下,濾料層處于不浸沒、連續(xù)進(jìn)水的工況下,爐渣濾器運(yùn)行效果最好,其出水COD_cr及NH_4~+-N濃度分別能維持在50mg/L和2.2 mg/L,對TP的去除率始終維持在70%;②在水力負(fù)荷為0.80m~3/m~2.d的運(yùn)行條件下,爐渣濾器出水COD_cr、NH_4~+-N濃度分別能維持在42 mg/L、5 mg/L,對TP的去除率始終維持在30%,此時的運(yùn)行效果明顯好于其在水力負(fù)荷為1.35m~3/m~2.d時的運(yùn)行效果。動力學(xué)分析表明:①Freundlich方程和Langmuir方程均能較好地?cái)M合爐渣、河砂、陶粒濾料對磷的等溫吸附特性,其中,陶粒濾料對磷的飽和吸附量最高;運(yùn)用Michaelis -Menten動力學(xué)描述爐渣濾器對COD_cr、NH_4~+-N、TP去除效果,相關(guān)系數(shù)均大于0.95,表明該動力學(xué)方程能較好地?cái)M合爐渣濾料對COD_cr、NH_4~+-N、TP的去除過程。試驗(yàn)研究表明,垂直流爐渣濾器可實(shí)現(xiàn)對COD_cr、NH_4~+-N、TP的有效去除,且該工藝的運(yùn)行方式與農(nóng)村居民的生活習(xí)慣基本一致,且占地面積小、操作簡單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理出水水質(zhì)穩(wěn)定,驗(yàn)證了該工藝在華北農(nóng)村生活污水處理中的可行性。 【關(guān)鍵詞】：農(nóng)村生活污水 垂直流濾器 爐渣 陶粒 河砂
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)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
• 1 引言10-17
• 1.1 課題來源及背景10-11
• 1.2 農(nóng)村水問題研究現(xiàn)狀11
• 1.3 農(nóng)村污水處理技術(shù)概述11-15
• 1.3.1 沼氣池技術(shù)11-12
• 1.3.2 人工濕地技術(shù)12
• 1.3.3 土地滲濾技術(shù)12-13
• 1.3.4 穩(wěn)定塘技術(shù)13
• 1.3.5 小型一體化技術(shù)13-14
• 1.3.6 厭氧池－人工濕地技術(shù)14
• 1.3.7 厭氧池－跌水充氧接觸氧化－人工濕地技術(shù)14-15
• 1.3.8 “LIVINGMACHINE”技術(shù)15
• 1.4 課題研究目的、方法及內(nèi)容15-17
• 1.4.1 研究目的15-16
• 1.4.2 研究方法16
• 1.4.3 研究內(nèi)容16-17
• 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)17-23
• 2.1 試驗(yàn)用水及水質(zhì)17
• 2.2 分析方法17-18
• 2.3 試驗(yàn)裝置18
• 2.4 濾料篩選18-21
• 2.4.1 煤炭爐渣19
• 2.4.2 天然河砂19-20
• 2.4.3 頁巖陶粒20-21
• 2.5 啟動與運(yùn)行21-22
• 2.5.1 啟動方式21
• 2.5.2 運(yùn)行方式21-22
• 2.6 試驗(yàn)內(nèi)容22-23
• 3 試驗(yàn)分析23-40
• 3.1 磷靜態(tài)吸附試驗(yàn)分析23-24
• 3.2 不同浸沒條件下濾器性能試驗(yàn)分析24-34
• 3.2.1 濾料不浸沒對污染物的去除效果分析24-27
• 3.2.2 濾料浸沒對污染物的去除效果分析27-33
• 3.2.3 污染物去除機(jī)理分析33-34
• 3.3 不同水力負(fù)荷濾器性能試驗(yàn)分析34-38
• 3.3.1 水力負(fù)荷對 CODcr 去除效果的影響34-36
• 3.3.2 水力負(fù)荷對NH_4~+-N 去除效果的影響36-37
• 3.3.3 水力負(fù)荷對TP 去除效果的影響37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 有機(jī)物去除分析40-46
• 4.1 磷素吸附曲線分析40-42
• 4.1.1 基本公式40-41
• 4.1.2 吸附曲線分析41-42
• 4.2 污染物去除模型分析42-45
• 4.2.1 基本公式42-44
• 4.2.2 去除模型分析44-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 5 結(jié)論與展望46-48
• 5.1 結(jié)論46-47
• 5.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-51
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文51-52
• 作者簡介52-53
• 致謝53-54

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