“生物絮凝+三级人工湿地”组合工艺处理小城镇高浓度生活污水

论文摘要

本课题为重庆市科委“重庆市小城镇建设科技专项—重庆市小城镇建设关键技术研究与示范”课题。研究以开发高效能、低投资、低成本及易于管理的小城镇污水处理技术为目标,针对传统人工湿地处理效能低、易堵塞等问题,提出了“生物絮凝+三级人工湿地”处理技术。本论文主要从污染物沿工艺流程的去除变化、季节变化、湿地堵塞、植物收割对组合工艺处理效果的影响以及利用混凝和回流强化组合工艺的处理效能以及人工湿地系统的运行管理与维护等多个方面介绍组合工艺处理小城镇高浓度生活污水的研究成果。研究得出的主要结论如下:①“生物絮凝+三级人工湿地”组合工艺对小城镇的高浓度生活污水具有良好的净化效果。系统对SS和COD的去除率为93.1%和92%,SS和COD出水浓度为15mg/L和48mg/L,达到了《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放B标准。组合工艺对NH4+-N和PO43--P去除率分别为63.8%和72.3%,也达到了一个较好的处理效果。试验结果表明:预处理系统对有机物的去除起主要作用,而多级人工湿地系统对NH4+-N和PO43--P起主要的作用。②试验结果表明:季节变化对SS去除率影响很小,对COD和PO43--P去除率有一定的影响,对NH4+-N去除率影响较大。总体上看,各污染物在夏季去除效果最好,在冬季去除效果最差。③通过投加混凝剂提高了预处理系统的处理效能,降低了进入后续人工湿地系统的PO43--P负荷。在PAC投加量为40mg/L时,COD和PO43--P去除率分别提高了14%和37.2%,再加大PAC投加量,COD和PO43--P去除率提高不明显。④湿地出水回流,对湿地净化效果明显。在回流比为1时,各种污染物的去除率提高最大,COD、NH4+-N、TN及PO43--P去除率分别提高了16%、18.5%、13.3%和3.6%。出水回流对COD和NH4+-N去除效果明显,但对PO43--P去除率提高不明显。⑤试验发现组合工艺运行一年多后,湿地前端发生了堵塞。湿地堵塞后,其处理效能有一定的下降,各污染物指标显示其去除率下降到堵塞前的75%左右。⑥定期对湿地植物的收割会部分解决湿地堵塞问题,会促进植物生长,并且将新的有机体从人工湿地中去除,实现污水中污染物质的去除。植物收割后,COD、NH4+-N的去除率有所下降,但对PO43--P的去除率影响比较小。⑦通过对人工湿地处理系统植物管理、害虫控制、沉积物清理、护堤维护、气味控制和蚊蝇控制等方面的分析探讨,论述了人工湿地处理系统在运行管理和维护中需要考虑的主要事项,对将来建立完善的人工湿地处理系统的管理体系具有一定的借鉴意义。总之,组合工艺具有较强的抗冲击负荷能力,对较高浓度的城镇污水有较好的适应性,拓宽了人工湿地的应用范围,为小城镇高效能、低投资、低成本的污水处理开辟了新途径,具有重要的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 我国水资源现状
• 1.1.2 我国水资源污染现状
• 1.1.3 水体治理概况
• 1.2 人工湿地国内外研究、应用现状与展望
• 1.2.1 国外人工湿地研究、应用现状
• 1.2.2 国内人工湿地研究、应用现状
• 1.2.3 研究与应用的展望
• 1.3 本研究主要内容
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 人工湿地的概述
• 2.1 人工湿地的概念
• 2.2 人工湿地系统的基本类型
• 2.2.1 表面流人工湿地
• 2.2.2 潜流式人工湿地
• 2.2.3 立式流人工湿地
• 2.3 人工湿地系统的组成
• 2.3.1 人工湿地植物
• 2.3.2 人工湿地基质
• 2.3.3 人工湿地微生物
• 2.4 人工湿地的净化机理
• 2.4.1 基质－微生物－植物系统
• 2.4.2 人工湿地对主要污染物的去除机理
• 2.4.3 影响氮磷去除的主要因素
• 2.4.4 提高氮磷去除的途径
• 2.5 人工湿地存在的问题
• 2.5.1 有机质累积和堵塞问题
• 2.5.2 处理能力难以提高问题
• 2.5.3 植物的输氧能力问题
• 2.5.4 人工湿地的持续利用问题
• 2.5.5 人工湿地的地区限制问题
• 2.5.6 孳生蚊虫和散发气味的问题
• 3 试验概况
• 3.1 试验装置-示范工程
• 3.1.1 设计规模及水质
• 3.1.2 试验工艺流程
• 3.1.3 试验构筑物主要设计参数
• 3.2 试验进水水量及水质
• 3.2.1 试验进水水量
• 3.2.2 试验进水水质
• 3.3 测定项目及方法
• 3.4 主要测试仪器
• 4 组合工艺处理小城镇高浓度生活污水效能研究
• 4.1 污染物随工艺流程的去除变化
• 4.1.1 SS 随工艺流程的去除变化
• 4.1.2 COD 随工艺流程的去除变化
• 4.1.3 NH4+-N 随工艺流程的去除变化
• 4.1.4 P043--P 随工艺流程的去除变化
• 4.2 季节变化对组合工艺处理效果的影响
• 4.2.1 季节变化对SS 的去除效果的影响
• 4.2.2 季节变化对COD 的去除效果的影响
• 4.2.3 季节变化对NH4+-N 的去除效果的影响
• 4.2.4 季节变化对P043--P 的去除效果的影响
• 4.3 本章小结
• 5 利用混凝和回流强化组合工艺处理小城镇高浓度生活污水
• 5.1 预处理系统在投加混凝剂的条件下运行
• 5.1.1 PAC 投加量对COD 去除效果的影响
• 5.1.2 PAC 投加量对P043--P 去除效果的影响
• 5.2 多级人工湿地在回流条件下运行
• 5.2.1 回流比对COD 去除效果的影响
• 5.2.2 回流比对NH4+-N 和TN 去除效果的影响
• 5.2.3 回流比对P043--P 去除效果的影响
• 5.3 本章小结
• 6 人工湿地系统其它特性研究
• 6.1 人工湿地堵塞问题
• 6.1.1 人工湿地的阻塞现象
• 6.1.2 人工湿地堵塞机理
• 6.1.3 人工湿地堵塞原因分析
• 6.1.4 人工湿地预防堵塞措施
• 6.1.5 本试验中人工湿地堵塞的出现及分析
• 6.2 植物收割对人工湿地处理效果的影响
• 6.3 人工湿地系统的运行管理与维护
• 6.3.1 植物的管理
• 6.3.2 害虫的控制
• 6.3.3 沉积物的清理
• 6.3.4 护堤的维护
• 6.3.5 气味的控制
• 6.3.6 蚊蝇的控制
• 6.4 本章小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录