人工湿地污水处理系统填料性能研究

论文摘要

本论文通过建立包括微观特征及化学组成、静态吸附性能、动态处理效果、经济性等因素在内的人工湿地填料研究体系,对陶粒、炭化稻壳、牡蛎壳和蛭石四种人工湿地填料展开深入研究。通过四种填料的扫描电镜照片可知,陶粒具有多孔结构且孔径范围广泛,炭化稻壳和蛭石为片层状结构、牡蛎壳为粘粒结构。通过四种填料的化学组成可知,陶粒、蛭石中含有Al、Ca、Fe等元素,牡蛎壳中含有大量的Ca元素。通过静态吸附实验发现,陶粒、牡蛎壳和蛭石对磷有比较明显的吸附效果,炭化稻壳对磷几乎没有吸附;蛭石和炭化稻壳对氨氮的吸附效果显著,而陶粒和牡蛎壳对氨氮几乎没有吸附效果;陶粒、牡蛎壳、炭化稻壳、蛭石对有机物均有的明显的吸附。陶粒、炭化稻壳和牡蛎壳在间歇运行(停留时间48h)好氧、厌氧(好氧24h,厌氧24h)交替进行条件下处理模拟废水过程中,三者对总磷平均去除率均大于75%;对总氮的平均去除率均大于80%;对氨氮和COD的平均去除率均在95%以上。进水由模拟废水转换成生活污水以后,三种填料的总磷的平均去除率表现为:陶粒＞牡蛎壳＞炭化稻壳;对总氮的去除率表现为:炭化稻壳＞陶粒＞牡蛎壳,增加进水有机负荷后,三种填料对总氮的去除率均出现明显上升;三种填料对生活污水中氨氮和COD的平均去除率仍然能够维持在90%以上。陶粒、炭化稻壳、牡蛎壳在连续运行(停留时间24h)好氧条件下对较低有机负荷生活污水中总磷的去除率表现为:陶粒＞牡蛎壳＞炭化稻壳,与间歇运行阶段排序相吻合,对总氮的平均去除率表现为:牡蛎壳＞炭化稻壳＞陶粒。对氨氮的平均去除率几乎没有差异,均在99%以上,对COD的去除率表现为:炭化稻壳＞牡蛎壳＞陶粒,与间歇运行阶段排序相吻合。连续运行与间歇运行相比,填料的除磷脱氮能力和COD去除能力和显著下降。综合上述分析结果,陶粒和牡蛎壳填料对污水中总磷有较高的去除率,可以用作人工湿地填料用于处理含磷废水;炭化稻壳和陶粒对总氮和氨氮均有较高的去除率,可以作为人工湿地填料用于处理含氮废水。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 综述
• 1.1 人工湿地污水处理技术及其在我国中小城镇的应用
• 1.1.1 人工湿地污水处理技术概述
• 1.1.2 利用人工湿地处理我国中小城镇污水
• 1.2 人工湿地填料的作用机理、选择原则及研究进展
• 1.2.1 人工湿地填料对污染物的作用机理
• 1.2.2 人工湿地填料的选择原则
• 1.2.3 人工湿地填料的研究进展
• 1.3 课题简介
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.3.3 主要研究内容
• 2 填料的微观特征及化学组成研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 填料的种类
• 2.1.2 填料的扫描电镜照片
• 2.1.3 填料的元素分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 填料的微观特征及其对填料性能的影响
• 2.2.2 填料的元素分析及其对填料性能的影响
• 2.3 本章小结
• 3 填料的静态吸附特性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料与药品
• 3.1.2 总磷、氨氮、总氮、COD的检测方法
• 3.1.3 总磷、总氮、氨氮的标准曲线
• 3.1.4 填料的静态吸附实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 填料对磷的静态吸附效果
• 3.2.2 填料对氨氮的静态吸附效果
• 3.2.3 填料对有机物的静态吸附效果
• 3.2.4 意见与建议
• 3.3 本章小结
• 4 间歇运行填料反应器对污水的净化效果研究
• 4.1 实验装置与运行
• 4.1.1 反应器及填料规格
• 4.1.2 实验运行
• 4.1.3 进水水质
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 填料对总磷的去除效果分析
• 4.2.2 填料对总氮的去除效果分析
• 4.2.3 填料对氨氮的去除效果分析
• 4.2.4 填料对COD的去除效果分析
• 4.3 本章小结
• 5 连续运行填料反应器对污水的净化效果研究
• 5.1 实验装置与运行
• 5.1.1 实验运行
• 5.1.2 进水水质
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 填料对总磷的去除效果分析
• 5.2.2 填料对总氮的去除效果分析
• 5.2.3 填料对氨氮的去除效果分析
• 5.2.4 填料对COD的去除效果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢