污水厂升级改造人工湿地深度处理技术研究

论文摘要

随着水环境污染的加剧,污水厂污染物排放标准在不断提高,污水深度处理也日益受到人们的关注。人工湿地作为典型的生态处理技术,具有低投资、低能耗、低处理成本的特点,可以适应低浓度水平污染物质的去除,能够最大限度地削减受纳水体的污染物负荷,同时具有良好的环境生态效应。利用人工湿地生态处理系统作为常规生物处理工艺的后续深度处理单元,其出水也可以满足污水处理厂污水排放标准以及不同的回用水水质要求,也可以作为受污染水体修复的景观补充水源,可产生良好的环境和经济效益。为考察人工湿地对城市污水厂出水的深度净化效果,筛选适用于污水厂出水深度净化的基质以及寻找合适的水力负荷,提高人工湿地的净化效果及稳定性,本研究分别以不同基质构建了几组人工湿地模型系统,对龙王嘴污水处理厂二沉池出水深度处理模型试验,在此基础上考察湿地对有机物、氮、磷的净化作用,并提出强化人工湿地脱氮的措施。试验取得的研究结论如下：（1）人工湿地应用于城市污水厂出水的深度处理在技术上是可行的,人工湿地系统可以在一定程度上对污水厂出水中的污染物进行进一步的净化,控制某些特定的污染物浓度,全面提高出水水质。（2）人工湿地模型深度处理试验结果表明,人工湿地对SS和浊度有较好的处理效果,平均去除率分别为85%和70%；COD平均去除率为30%左右；TN的平均去除率为20～25%；一般填料和粉煤灰碎砖块填料人工湿地TP的平均去除率分别可达70%-75%和87%；以不同填料构成的湿地系统对磷的去除效果存在明显的差别。以粉煤灰砖碎砖块为填料的湿地系统对TP的去除效果最好,可以作为人工湿地强化除磷填料。（3）不同水力负荷下,人工湿地系统对TP、SS以及浊度的处理效果较好,对COD和TN的处理效果较差。湿地系统对TP的去除率基本上随着水力负荷的增大而减小。2#、3#和4#湿地系统表现明显,1#系统影响不明显；湿地系统对COD的去除率随着水力负荷的增加整体上也是呈现下降的趋势；但COD出水浓度随水力负荷的变化相对凌乱；TN的净化效果受水力负荷的影响较小,各个水力负荷工况下的净化效果也没有明显的差别。通过对人工湿地的一级动力学模型的分析,认为采用人工湿地对龙王嘴污水厂二沉池出水进行深度处理,出水总氮浓度要控制在5mg／L,最佳的水水力负荷为0.07～0.123 m3／（m2.d）。（4）湿地植物对湿地系统COD、和TP的去除效果影响不大,但种有植物能稳定湿地系统对TN的净化效果,提高湿地系统抗冲击负荷的能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 水环境现状
• 1.1.1 水环境污染现状
• 1.1.2 污水处理现状
• 1.1.3 我国污水处理面临的问题
• 1.2 污水深度处理技术
• 1.2.1 吸附-混凝沉淀技术
• 1.2.2 双生物反应器（ABFT）技术
• 1.2.3 微絮凝-直接过滤技术
• 1.2.4 膜分离技术
• 1.2.5 人工湿地技术
• 1.3 课题研究的目的及意义
• 第2章 人工湿地概述
• 2.1 人工湿地简介
• 2.2 人工湿地的净化机理
• 2.2.1 人工湿地脱氮机理
• 2.2.2 人工湿地除磷机理
• 2.2.3 人工湿地有机物及其他污染物的去除
• 2.3 人工湿地处理技术的发展概况
• 2.3.1 人工湿地国外发展概况
• 2.3.2 人工湿地在国内的发展概况
• 2.4 人工湿地的应用前景
• 2.4.1 人工湿地适用范围
• 2.4.2 问题与挑战
• 第3章 人工湿地试验模型设计
• 3.1 人工湿地试验模型
• 3.2 试验用水、填料及植物
• 3.2.1 试验用水
• 3.2.2 试验填料
• 3.2.3 湿地试验植物
• 3.3 试验分析项目及分析方法
• 第4章 人工湿地对污染物的去除效果
• 4.1 COD去除效果
• 4.2 TN去除效果
• 4.3 TP去除效果
• 4.4 其他污染物的去除效果
• 4.5 本章小结
• 第5章 人工湿地处理效果的影响因素
• 5.1 水力负荷对处理效果的影响
• 5.1.1 COD去除效果的影响
• 5.1.2 TN去除效果的影响
• 5.1.3 对TP去除效果的影响
• 5.1.4 对SS、浊度去除效果的影响
• 5.2 湿地植物对处理效果的影响
• 5.2.1 湿地植物对COD去除效果的影响
• 5.2.2 湿地植物对TN去除效果的影响
• 5.2.3 湿地植物对TP去除效果的影响
• 5.3 基质种类对磷去除的影响
• 5.3.1 三种基质的除磷效果
• 5.3.2 基质对磷的处理效果分析
• 5.4 进水污染物浓度对污染物去除的影响
• 5.4.1 污染浓度对脱氮的影响
• 5.4.2 进水TP浓度与除磷效果的关系
• 5.5 人工湿地强化脱氮
• 5.5.1 人工湿地强化脱氮原理剖析
• 5.5.2 强化湿地脱氮的措施
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 研究生在读期间发表的学术论文