低温条件下垂直潜流碳纤维人工湿地和BAF组合工艺对生活污水处理研究

论文摘要

本课题研究的垂直潜流碳纤维人工湿地和曝气生物滤池构成的组合工艺是垂直潜流人工湿地、曝气生物滤池和生物接触氧化三种技术的有机结合,该组合工艺不仅解决了传统垂直潜流人工湿一些关键性问题,还解决了曝气生物滤池对进水SS浓度要求过高等问题。论文研究的任务之一：在低温且无湿地植物的条件下,水力停留时间不变和水质稳定,通过对VSF-CFCW系统进行采用曝气强化、组合工艺采用无钢渣回流强化以及含钢渣回流强化三种方式来研究强化手段对污染物的去除率的影响；任务二：低温条件下,通过对组合工艺进行污染负荷试验研究,来确定在保持污染物去除率稳定的前提下,组合工艺在三种最佳工况条件下（曝气条件下、曝气+无钢渣回流和曝气+含钢渣回流）所能承受的最大污染负荷。实验结果表明：在对VSF-CFCW系统采用底部曝气时,VSF-CFCW对CODcr、TP有较高的去除率,而BAF对NH4+-N却有较高的去除率,对CODcr和TP去除率很低,所以该组合工艺可以作为处理生活污水的一种新工艺。除此之外,当对组合工艺采用曝气+无钢渣回流和曝气+含钢渣回流两种强化手段时,污染物的去除率提高十分明显,尤其是TP和NH4+-N的去除率。当曝气量为0.06 L/h,回流比为60%且回流水中钢渣浓度为2.2～2.4 g/L时,组合工艺对CODcr、TP、NH4+-N的去除率达到最大,分别为：94.6%,77.9%和80.7%,且当进水CODcr、TP、NH4+-N平均浓度达到1678.26 mg/L,25.63 mg/L和212.03 mg/L时,组合工艺对污染物的去除率仍然能够保持在91.93%,72.4%和76.47%左右。当对VSF-CFCW采用底端曝气强化时,可以提高组合工艺对CODcr,的去除率；当对组合工艺采用无钢渣回流强化时,可以提高进一步组合工艺对TP和NH4+-N的去除率,尤其是NH4+-N去除率明显；当对组合工艺采用含钢渣回流强化时,可以进一步提高组合工艺对TP和NH4+-N的去除率。所以在低温条件下,VSF-CFCW和BAF组合工艺可以作为处理生活污水的一个较好的选择工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 人工湿地处理系统概述
• 1.1.1 人工湿地技术国内外研究进展
• 1.1.2 人工湿地技术对各类污染物的去除原理
• 1.1.2.1 SS的去除
• 1.1.2.2 有机物的去除
• 1.1.2.3 氮的去除
• 1.1.2.4 磷的去除
• 1.1.2.5 难降解有机化合物的去除
• 1.1.2.6 金属离子的去除
• 1.1.2.7 细菌的去除
• 1.1.3 人工湿地技术特点
• 1.1.3.1 人工湿地高效去污率
• 1.1.3.2 人工湿地建设成本、运行费用和管理维护费用低
• 1.1.3.3 人工湿地经济效益和环境效益明显
• 1.1.3.4 人工湿地对负荷变化适应能力强,容易小型化和分散式建设,适用面广
• 1.1.3.5 人工湿地出水功能多样化
• 1.1.4 人工湿地技术存在的问题
• 1.1.4.1 设计参数还不够明确
• 1.1.4.2 湿地内部存在溶解氧浓度低和基质吸附磷饱和问题
• 1.1.4.3 堵塞问题严重
• 1.1.4.4 对于我国北方广大地区,季节性影响大
• 1.1.5 人工湿地强化技术研究
• 1.1.5.1 湿地植物层面强化
• 1.1.5.2 溶解氧层面强化
• 1.1.5.3 湿地微生物层面强化
• 1.1.5.4 湿地基质层面强化
• 1.1.5.5 组合工艺层面强化
• 1.1.5.6 其他强化方式
• 1.2 曝气生物滤池处理系统概述
• 1.2.1 曝气生物滤池系统研究现状
• 1.2.1.1 滤料研究现状
• 1.2.1.2 机理研究现状
• 1.2.2 曝气生物滤池对各类污染物的去除机理
• 1.2.3 曝气生物滤池技术特点和主要形式
• 1.2.3.1 曝气生物滤池技术特点
• 1.2.3.2 曝气生物滤池主要形式
• 1.2.4 曝气生物滤池存在问题
• 1.3 本课题研究目的和内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 研究的创新点
• 1.5 研究方法和技术路线
• 1.5.1 研究方法
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 实验设计、材料和方法
• 2.1 组合工艺系统的提出
• 2.2 试验装置简介
• 2.3 纤维材料简介
• 2.3.1 碳纤维生态草
• 2.3.2 辫带式水处理填料
• 2.4 复合基质材料简介
• 2.4.1 沸石滤料
• 2.4.2 石灰石滤料
• 2.4.3 钢渣滤料
• 2.4.4 页岩陶粒滤料
• 2.5 试验水质、水量
• 2.6 实验分析方法和仪器
• 第三章 纤维材料吸附实验
• 3.1 试验设计
• 3.2 实验结果分析
• 第四章 组合工艺强化试验研究
• 4.1 曝气强化试验研究
• cr去除率的影响及结果分析'>4.1.1 曝气对COD_cr去除率的影响及结果分析
• 4.1.2 曝气对TP去除率的影响及结果分析
• 4⁺-N去除率的影响及结果分析'>4.1.3 曝气对NH₄⁺-N去除率的影响及结果分析
• 4.1.4 试验小结
• 4.2 回流比强化试验研究
• cr去除率的影响及结果分析'>4.2.1 回流比对COD_cr去除率的影响及结果分析
• 4.2.2 回流比对TP去除率的影响及结果分析
• 4⁺-N去除率的影响及结果分析'>4.2.3 回流比对NH₄⁺-N去除率的影响及结果分析
• 4.2.4 试验小结
• 4.3 含钢渣回流水强化试验研究
• cr去除率的影响及结果分析'>4.3.1 不同浓度钢渣对COD_cr去除率的影响及结果分析
• 4.3.2 不同浓度钢渣对TP去除率的影响及结果分析
• 4⁺-N去除率的影响及结果分析'>4.3.3 不同浓度钢渣对NH₄⁺-N去除率的影响及结果分析
• 4.3.4 试验小结
• 4.4 本节结论
• 第五章 不同工况条件下,污染物浓度负荷研究
• 5.1
• cr浓度负荷研究'>5.1.1 COD_cr浓度负荷研究
• 4⁺-N浓度负荷研究'>5.1.2 NH₄⁺-N浓度负荷研究
• 5.1.3 TP浓度负荷研究
• 5.1.4 试验小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文、科研工作
• 作者简介