“生物絮凝—多級人工濕地滲濾床”處理小城鎮(zhèn)污水試驗(yàn)研究

【摘要】： 研究以開發(fā)高效能、低投資、低成本及易于管理的小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)為目標(biāo);針對傳統(tǒng)人工濕地處理效能低、易堵塞等問題,提出了“生物絮凝—多級人工濕地滲濾床”處理技術(shù),該系統(tǒng)的預(yù)處理集水解酸化、生物絮凝及沉淀為一體,人工濕地滲濾床采用多級形式,在系統(tǒng)中設(shè)置了硝化區(qū)和反硝化區(qū),并在基質(zhì)填料中設(shè)置了強(qiáng)化除磷的煤渣和石灰石填料層,強(qiáng)化系統(tǒng)的脫氮除磷效能;同時(shí),對基質(zhì)采用科學(xué)級配,改善水力特性增強(qiáng)防堵功效。通過試驗(yàn)篩選出了高效富集氮磷的植物及高效的除磷填料。并通過示范工程生產(chǎn)性試驗(yàn),得出生物絮凝、生物化學(xué)協(xié)同絮凝及多級人工濕地滲濾床運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù),該處理系統(tǒng)對較高濃度的城鎮(zhèn)污水和冬季低溫表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性,拓寬了人工濕地滲濾床應(yīng)用范圍。研究得出的主要結(jié)論如下: ①高效脫氮植物篩選試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)氨氮和總氮負(fù)荷分別為3.0gNH4+-N/m2.d和3.61gTN-N/m2.d,栽種有打碗子、美人蕉、燈心草和蘆竹的人工濕地滲濾床氨氮去除率分別為55.7%、54.4%、44.7%和42.0%;總氮去除率分別為50%、48.4%、41.7%和40.0%;植物的脫氮效能依次為:打碗子﹥美人蕉﹥燈心草﹥蘆竹。 ②除磷基質(zhì)篩選試驗(yàn)表明:當(dāng)進(jìn)水PO43--P濃度為2.9mg/L,停留時(shí)間為4h時(shí),礫石、燒結(jié)碎磚和煤渣三種基質(zhì)的出水PO43--P濃度依次為2.0mg/L、1.0mg/L和0.4mg/L,去除率分別為31.0%、75.9%和86.2%。除磷能力大小依次為:煤渣﹥燒結(jié)碎磚﹥礫石;將不同體積煤渣和礫石配比形成的人工濕地滲濾床系統(tǒng),除磷能力隨著煤渣配比比例的增加而提高,當(dāng)停留時(shí)間為2h,V煤渣:V滲濾床分別為0、0.3、0.5和0.7,進(jìn)水PO43--P濃度為3.1mg/L,出水PO43--P分別為2.6、1.9mg/L、1.6mg/L、1.55mg/L,去除率分別為16.1%、38.7%、48.4%和50%,隨著V煤渣:V滲濾床比例的增大,去除率逐漸升高,并且出水pH也逐漸升高,出水pH從7.3上升到10.3。試驗(yàn)得出最適合配比為V煤渣:V滲濾床=0.3。 ③預(yù)處理效能試驗(yàn)研究表明:溫度為20℃~35℃,示范工程Ⅰ生物絮凝預(yù)處理系統(tǒng)能使進(jìn)水COD、NH4+-N和PO43--P濃度分別為741mg/L、89.48mg/L和5.7mg/L,出水濃度分別為260mg/L、76mg/L和4.5mg/L,去除率分別為65%、14.98%和21%;示范工程Ⅱ生物絮凝預(yù)處理系統(tǒng)使進(jìn)水COD、NH4+-N和PO43--P濃度分別為490mg/L、90.2mg/L和5.7mg/L,出水濃度分別為250mg/L、80.94mg/L和4.73mg/L,去除率分別為49%、10.27%和17.8%;采用“生物—化學(xué)”協(xié)同絮凝強(qiáng)化預(yù)處理,試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)PAC的投加量為35mg/L時(shí),預(yù)處理系統(tǒng)能使進(jìn)水PO43--P為5.7mg/L,出水PO43--P為2.3mg/L,去除率為59.6%,較生物絮凝對PO43--P去除率提高了38.6%。 ④當(dāng)溫度為20℃~ 35℃,多級人工濕地滲濾床系統(tǒng)有機(jī)負(fù)荷為41gCOD/m2.d,氮負(fù)荷為11.69gTN/m2.d,可使進(jìn)水COD、NH4+-N、TN和PO43--P濃度分別為352mg/L、70.12 mg/L、82.54 mg/L和4.5 mg/L的高濃度生活污水,出水濃度分別為47mg/L、32.62mg/L、39.76mg/L和2.0mg/L,去除負(fù)荷分別為42.43gCOD/m2.d、5.95gTN/m2.d和0.35gPO43--P/m2.d。 ⑤當(dāng)人工濕地滲濾床基質(zhì)中增加了除磷煤渣層和石灰石層后,溫度為25℃~ 30℃,多級人工濕地滲濾床系統(tǒng)的TN去除負(fù)荷提高了1.72gTN/m2.d,去除率提高了13.6%; PO43--P的去除負(fù)荷提高了0.11gPO43--P/m2.d,去除率提高了15.4%。 ⑥效能分析表明:“生物絮凝—多級人工濕地滲濾床處理系統(tǒng)”對污染物表現(xiàn)出較高的去除效能,與傳統(tǒng)的人工濕地相比,對COD、TN和PO43--P的去除負(fù)荷分別增加了2.72gCOD/m2.d、1.59 gTN/m2.d和0.08gPO43--P/m2.d以上。 【關(guān)鍵詞】：人工濕地滲濾床 生物絮凝 除磷填料 脫氮植物
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 課題的研究背景10
• 1.2 人工濕地污水處理系統(tǒng)概述10-13
• 1.2.1 人工濕地的概念及特征10-11
• 1.2.2 人工濕地的類型與各自的優(yōu)缺點(diǎn)11-12
• 1.2.3 人工濕地的組成及功能12-13
• 1.3 人工濕地污染物去除機(jī)理13-19
• 1.3.1 污染物去除途徑13-15
• 1.3.2 人工濕地污水中氮、磷的去除機(jī)理15-17
• 1.3.3 影響N、P 去除的主要因素17-19
• 1.4 人工濕地處理系統(tǒng)的局限性及存在的問題19-20
• 1.4.1 受氣候條件限制較大19
• 1.4.2 占地面積相對較大19-20
• 1.4.3 容易產(chǎn)生堵塞、飽和現(xiàn)象20
• 1.5 國內(nèi)外人工濕地研究現(xiàn)狀20-23
• 1.5.1 國內(nèi)外人工濕地現(xiàn)狀20-21
• 1.5.2 國內(nèi)人工濕地的工程現(xiàn)狀21-23
• 1.6 課題的提出及主要研究內(nèi)容23-26
• 1.6.1 課題的提出23
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容23-26
• 2 試驗(yàn)裝置及研究方法26-38
• 2.1 試驗(yàn)裝置—示范工程26-30
• 2.1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模26
• 2.1.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)26
• 2.1.3 工藝方案設(shè)計(jì)26-28
• 2.1.4 平面及高程設(shè)計(jì)28-30
• 2.2 試驗(yàn)水質(zhì)及水量30-35
• 2.2.1 示范工程Ⅰ處理系統(tǒng)試驗(yàn)水量及水質(zhì)30-32
• 2.2.2 示范工程Ⅱ處理系統(tǒng)試驗(yàn)水量及水質(zhì)32-35
• 2.3 研究及測試方法35-38
• 2.3.1 研究方法35-36
• 2.3.2 分析項(xiàng)目36-38
• 3 人工濕地滲濾床系統(tǒng)植物及基質(zhì)構(gòu)建研究38-52
• 3.1 人工濕地滲濾床高效脫氮植物的篩選研究38-44
• 3.1.1 概述38-39
• 3.1.2 試驗(yàn)裝置及方法39-40
• 3.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析40-44
• 3.2 人工濕地滲濾床除磷基質(zhì)的研究44-50
• 3.2.1 概述44-46
• 3.2.2 除磷基質(zhì)篩選研究46-48
• 3.2.3 除磷基質(zhì)配比研究48-50
• 3.3 小結(jié)50-52
• 4 系統(tǒng)的啟動(dòng)和預(yù)處理效能研究52-68
• 4.1 系統(tǒng)的啟動(dòng)試驗(yàn)研究52-53
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置52
• 4.1.2 試驗(yàn)方法52
• 4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析52-53
• 4.2 預(yù)處理系統(tǒng)處理效能研究53-65
• 4.2.1 概述53-54
• 4.2.2 生物絮凝處理效能研究54-63
• 4.2.3 “生物—化學(xué)”協(xié)同絮凝預(yù)處理效能研究63-65
• 4.3 小結(jié)65-68
• 5 多級人工濕地滲濾床運(yùn)行效果分析68-96
• 5.1 負(fù)荷對多級人工濕地滲濾床處理效能影響研究68-76
• 5.1.1 試驗(yàn)裝置68-69
• 5.1.2 試驗(yàn)方法69-70
• 5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析70-76
• 5.2 基質(zhì)填料對多級人工濕地滲濾床處理效能影響研究76-79
• 5.2.1 試驗(yàn)裝置76
• 5.2.2 試驗(yàn)方法76
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析76-79
• 5.3 多級人工濕地滲濾床冬季處理效能影響研究79-83
• 5.3.1 試驗(yàn)裝置79
• 5.3.2 試驗(yàn)方法79
• 5.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析79-83
• 5.4 多級人工濕地滲濾床系統(tǒng)污染物降解過程分析83-89
• 5.4.1 試驗(yàn)裝置83
• 5.4.2 試驗(yàn)方法83-84
• 5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析84-89
• 5.5 多級人工濕地滲濾床系統(tǒng)運(yùn)行效果分析89-94
• 5.6 小結(jié)94-96
• 6 結(jié)論與建議96-98
• 6.1 結(jié)論96-97
• 6.2 建議97-98
• 致謝98-100
• 參考文獻(xiàn)100-104
• 附錄104

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