化学强化一级处理—人工湿地处理生活污水的研究

论文摘要

随着经济的迅速发展,小城镇对污水处理的要求日益迫切,而传统的二级生化处理工艺虽然处理效果好,但一次性投资大、运行费用高、建设周期长、占地面积大,很难在小城镇普及使用。为了开发投资省,运行成本低的处理工艺,本课题提出了粉煤灰基混凝剂化学强化一级处理——潜流式人工湿地（CEPT-SSFW）的组合工艺用于生活污水的处理,研究该系统对COD、氨氮、总磷等污染物的去除效果及影响因素,并进一步对该系统进行了改进。CEPT-SSFW系统在设计负荷下对COD去除率为85%95%,对总磷的去除率在80%90%。COD和总磷能满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8978-1996）二级标准,而氨氮去除仅为10%。在40L/d、60L/d和80L/d三个流量下运行,总磷基本不受影响,COD随流量增大而升高,但低于二级标准,氨氮去除变化不明显。通过基质对磷的吸附曲线实验表明,低浓度进水情况下,填料对磷有释放效应;在进水浓度超过0.6mg/L左右（临界点）之后会转为吸收磷。运行15个月后的填料性质发生变化,临界点降低到0.3mg/L,吸附能力会有提高。湿地基质堵塞后处理效果会下降,采用间歇运行的方式来进行恢复,恢复期15d。湿地恢复后COD平均出水浓度降低了约50%,总磷的出水浓度也降低到0.600mg/L以下。湿地中氮的主要存在形式是氨氮,约占85%,其次是有机氮占10%15%。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮都很少。湿地的氮的去除主要受停留时间、DO、pH等因素影响。在在停留时间增加到5d、混凝剂投加量减少到0.8ml/L、疏松土壤流通空气的条件下,系统对氨氮处理效率能提高到50%60%,主要由二级湿地提供去除能力。后接砂滤柱对总磷有很高的处理效率,出水保持在0.100mg/L以下。对氨氮效果较低,平均能维持18.5%的去除率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 人工湿地研究现状
• 1.2.1 人工湿地的定义与分类
• 1.2.2 人工湿地污染物去除机理
• 1.2.3 污染物在湿地内部的转化
• 1.2.4 人工湿地数学模型
• 1.3 化学强化一级处理的研究现状
• 1.3.1 CEPT的研究现状
• 1.3.2 粉煤灰混凝剂的研究与应用
• 1.4 课题来源和研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 工艺流程与实验方法
• 2.1 工艺流程
• 2.2 反应器的设计
• 2.2.1 CEPT反应器的设计
• 2.2.2 人工湿地反应器的设计
• 2.3 粉煤灰混凝剂的制备
• 2.3.1 粉煤灰的性质
• 2.3.2 粉煤灰混凝剂的制备方法
• 2.4 分析方法与仪器设备
• 第3章 连续流CEPT-SSFW的运行效果
• 3.1 人工湿地的启动
• 3.1.1 启动期COD的处理效果
• 3.1.2 启动期总磷的处理效果
• 3.1.3 启动期氨氮的处理效果
• 3.2 设计负荷下CEPT-SSFW的处理效果
• 3.2.1 运行方式
• 3.2.2 COD的去除效果
• 3.2.3 总磷的去除效果
• 3.2.4 氨氮的去除效果
• 3.3 不同水力负荷下CEPT-SSFW对污染物去除效果
• 3.3.1 COD的去除效果
• 3.3.2 总磷的去除效果
• 3.3.3 氨氮的去除效果
• 3.4 本章小结
• 第4章 湿地填料的作用与堵塞后填料性能的恢复
• 4.1 填料吸附对污染物去除的影响
• 4.1.1 填料吸附对COD去除的影响
• 4.1.2 填料磷释放的机理
• 4.1.3 填料吸附对氨氮去除的影响与吸附模型
• 4.2 填料的堵塞对处理效果的影响
• 4.3 湿地间歇运行对处理效果的恢复
• 4.3.1 运行方式
• 4.3.2 间歇运行对COD的处理能力的恢复
• 4.3.3 间歇运行对总磷的处理能力的恢复
• 4.3.4 间歇运行对氨氮的处理能力的恢复
• 4.4 本章小结
• 第5章 氨氮去除的影响因素和脱氮除磷的改进
• 5.1 湿地中氮的形态和去除规律研究
• 5.1.1 湿地中氮的形态
• 5.1.2 氮的形态分布
• 5.1.3 各种形态的氮的去除规律
• 5.2 溶解氧对脱氮的影响
• 5.2.1 湿地溶解氧状态
• 5.2.2 停留时间对溶解氧的影响
• 5.2.3 进水预曝气对DO的作用和对氨氮去除的影响
• 5.3 pH对氨氮处理效果的影响
• 5.4 氨氮去除因素的改进
• 5.5 后置砂滤柱对脱氮除磷的作用
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢