人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究

论文摘要

污水人工快速渗滤系统（简称CRI系统）是在对各种类型土地处理系统研究总结的基础上,针对传统污水土地处理系统普遍存在的水力负荷低、单位面积处理能力小等问题提出的,它在很大程度上借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统,并取长补短,逐步发展成为具有自身特色的新型污水处理技术。在我国,CRI系统的研究基本处于起步阶段,基础理论研究以及工程效果分析等方面急待加强。本研究通过中试实验再到实际工程,系统的分析了已建立CRI系统的运行效果、系统内微生物分布规律、前处理系统等,优化设计了快渗池结构以及填料组成。深圳市已建成人工快渗系统运行正常稳定,出水水质良好,具有较强的抗负荷冲击能力。在出水水质指标中,COD、BOD、SS、NH4-N能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准中的A标准,并且长期运行水质仍然能够得到保证,但是TN、TP不能达到标准。各微生物类群广泛地分布于快渗池中,但在数量和空间分布上存在差异。好氧细菌在数量上比放线菌、真菌、厌氧细菌多出2个数量级。在空间分布上,各类微生物都呈现出从表层到底层,数量逐渐减少的规律,但有不同的表现形式。分析系统表层微生物数量与水质净化效果的关系发现:好氧菌数量与COD、BOD去除率之间的相关性极显著,有机物的净化主要依靠好氧菌的分解作用。硝化菌、亚硝化菌的数量对NH4-N的去除贡献极显著,与TN去除率之间存在一定的相关性,但由于系统反硝化反应不充分,使相关性不是很显著。反硝化菌的数量与TN去除率相关性显著。快渗池运行中,淹水期要小于落干期,因此属于厌氧菌的反硝化菌不利于在快渗池运行中发挥作用,使得系统出水硝态氮含量偏高,总氮的处理效果不理想。在快渗池底部增设了饱水层,处于长期淹水状态的厌氧条件为反硝化菌提供了发育的环境,在饱水层内,反硝化菌将硝态氮还原为气态氮,硝氮和总氮的浓度都相应降低,系统对总氮的去除效果有所提高。工程实验表明,在滤料内均匀混入一定比例的铁屑以及木炭,利用木炭的强吸附作用以及铁屑的微电解作用,可以有效的提高系统对总磷的处理效果。库坑现场实验表明,复合滤料对总磷的处理效果提高了10个百分点。人工快渗前处理工艺对整个系统正常、稳定运行起着十分重要的作用,可以降低进入快渗池的污染物浓度,提高系统的水力负荷,减小系统的占地面积,防止快渗池堵塞现象的发生。通过技术比较,混凝沉淀工艺作为人工快渗系统的前处理方式在技术搭配上是十分理想的。不仅可以有效的去除污水中的颗粒状污染物质,还可以通过化学作用去除污水中的磷,弥补了快渗池总磷除磷率低下的不足。尽管CRI技术具有很多优点,但是作为近年来刚刚产生的一种新技术,目前还处于技术完善阶段。冬季运行、氮磷有效去除、针对高浓度废水处理时复氧问题等还需要得到很好的解决。建议今后进一步加强CRI系统研究,不断完善该技术,改善出水水质,并不断拓宽其应用范围,为进一步实验污水资源化、节约水资源做出贡献。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 土地处理系统
• 1.2.1 土地处理系统工艺类型及其特点
• 1.2.2 土地处理系统的优缺点
• 1.3 人工快速渗滤系统研究现状
• 1.3.1 人工快渗系统的基本特征
• 1.3.2 人工快速渗滤系统的工程实践及处理效果
• 1.3.3 人工快速渗滤设计和运行参数研究
• 1.4 研究出发点及研究内容
• 第二章 CRI 系统实用工程运行效果综合分析
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 工艺流程
• 2.1.2 工程设计
• 2.2 工程运行与水质净化效果
• 2.2.1 工程运行情况
• 2.2.2 工程监测结果
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 预处理系统对污染物的去除
• 2.3.2 主反应单元―快渗池对污染物的去除
• 2.4 污染物进水浓度的影响
• 2.5 人工快渗系统综合处理效果分析
• 2.6 小结
• 第三章 人工快速渗滤池微生物特征及其活性研究
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 采样方法
• 3.1.2 培养基与试剂制备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 渗池介质各类微生物空间分布
• 3.2.2 基质酶活性测定
• 3.2.3 硝化—反硝化作用和呼吸作用
• 3.3 结果讨论
• 3.3.1 系统表层微生物数量与水质净化效果的关系
• 3.3.2 微生物数量与滤层厚度之间的关系
• 3.3.3 微生物体积的估算
• 3.3.4 微生物重量的估算
• 3.3.5 微生物生长与有机质去除
• 3.4 小结
• 第四章 CRI 系统污染物去除规律及其机理研究
• 4.1 CRI 系统污染物去除规律及其机理的中试研究
• 4.1.1 试验设计
• 4.1.2 试验的运行和管理
• 4.1.3 试验监测项目
• 4.1.4 试验结果与讨论
• 4.2 现场试验系统的污染物的去除规律及其机理
• 4.2.1 现场试验系统不同深度COD 的去除规律及主要机理
• 4.2.2 现场试验系统不同深度氮类污染物的去除规律及主要机理
• 4.2.3 现场试验系统不同深度SS 的去除规律及主要机理
• 4.2.4 现场试验系统不同深度磷的去除规律及主要机理
• 4.3 本章小结
• 第五章 CRI 系统前处理技术研究
• 5.1 砂滤
• 5.1.1 中试试验
• 5.1.2 工程应用情况
• 5.2 混凝沉淀工艺
• 5.2.1 小试实验
• 5.2.2 现场实验
• 5.3 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢