“混凝沉淀+人工湿地”组合工艺实现小区中水回用的试验研究

论文摘要

根据污水再生利用的国家政策导向和住宅小区对中水处理与回用的市场和技术需求,针对小区中水处理规模小和水质水量变化大影响常规污水再生工艺高效运行的问题,为提供适合小区安全可靠、经济适用的中水处理与回用工艺和技术参数,集成混凝沉淀处理工艺适应水质水量变化能力强、运行灵活,以及人工湿地工艺处理中水抗冲击负荷大、湿地设施兼具景观功能的优点,结合不同中水用途所对应的水质标准,选择小区优质杂排水做为中水水源,开展“混凝沉淀+人工湿地”处理小区中水效能试验研究。主要研究内容和结论如下:①进行混凝沉淀中水预处理的药剂与工况参数影响的正交试验,结果表明:当原水COD=78～122mg/L,TP=1.1～4.5mg/L,采用絮凝强度G=80s-1,絮凝时间t=6min,先后投加PAC=24mg/L和PAM=0.075mg/L的最佳运行工况时,COD和TP的去除率可分别达到65%和80%左右。②进行人工湿地的设计与湿地植物和填料的选择,开展了人工湿地中水处理启动及效能试验研究。启动试验结果表明:在温度为20℃～33℃,进水COD=180～200mg/L,水力负荷=7.0cm/d时,启动历时30d后,出水COD稳定达到50～60mg/L;通过人工湿地单独处理中水的效能试验,揭示了水力负荷分别为7.0、8.5、10.6、14.1和21.2cm/d时,COD、NH3-N、TN和TP的出水变化规律。③采用混凝沉淀与人工湿地组合工艺处理优质杂排水中试研究,通过两种工艺不同组合工况及温度影响的对比试验,结果表明,混凝工艺段的较佳工况是:混合池HRT=2min,PAC=24mg/L,搅拌速度为120r/min,絮凝池HRT=4min,PAM=0.075mg/L。搅拌速度为30r/min;人工湿地工艺段的较佳工况是:夏季（T≥15℃）出水同时满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）和《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）时,人工湿地水力较佳负荷为21.2cm/d,冬季（T＜15℃）,当人工湿地水力负荷为14.1cm/d时,出水能满足前项指标,总氮不能达到后者标准,当人工湿地水力负荷为10.6cm/d时,出水能同时满足以上两项标准。小区中水处理与回用是提高非传统水源利用的重要途径,能够高度适应水质水量波动的“混凝沉淀+人工湿地”中水处理工艺及其技术参数的研究,将为小区、酒店等中水处理与回用开辟更加广阔的应用前景,具有重要的现实意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 国内外中水处理与回用现状
• 1.1.1 国外中水处理与回用发展现状
• 1.1.2 我国中水处理与回用发展现状
• 1.1.3 中水回用存在的问题及发展趋势
• 1.2 混凝工艺在城市污水处理中的应用
• 1.2.1 生活污水中污染物的分布及性质
• 1.2.2 化学强化一级处理CEPT
• 1.2.3 生物法与混凝法联合处理工艺（Biological/Chemical process,BC）
• 1.2.4 后处理与深度处理工艺
• 1.3 人工湿地技术的研究现状
• 1.4 课题的提出,研究目的和内容
• 1.4.1 课题的提出
• 1.4.2 课题研究的目的和研究内容
• 2 试验设计和方法
• 2.1 实验材料与装置
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 混凝沉淀预处理中水效能试验方法
• 2.2.2 组合工艺试验方法
• 2.3 水质特点及处理要求
• 2.3.1 水质特点
• 2.3.2 处理目标
• 2.4 测试指标
• 2.4.1 物理指标
• 2.4.2 常规指标
• 2.4.3 生物指标
• 3 混凝沉淀预处理中水效能试验研究
• 3.1 絮凝剂的选取
• 3.2 分析项目
• 3.3 试验装置
• 3.4 试验研究的主要内容及试验方案
• 3.5 试验结果及分析
• 3.5.1 最小投药量的确定
• 3.5.2 各絮凝剂单独作用时,最佳投药量的确定
• 3.5.3 混凝剂复合作用时,最优组合及投药量的确定
• 3.5.4 最优组合时的最佳投药量的确定
• 4 人工湿地处理中水试验效能研究
• 4.1 填料的选择
• 4.1.1 填料在人工湿地中的作用
• 4.1.2 试验湿地床填料的选择
• 4.2 植物选择
• 4.2.1 植物在人工湿地中的作用
• 4.2.2 试验湿地床植物种类的选择
• 4.2.3 试验湿地床植物的种植情况
• 4.3 试验内容
• 4.4 人工湿地启动试验
• 4.4.1 反应器启动方法
• 4.4.2 试验结果与分析
• 4.4.3 生物膜的生长情况
• 4.4.4 植物的生长情况
• 4.5 人工湿地处理中水效能试验结果及其讨论
• 4.5.1 COD的去除
• 3-N的去除效果'>4.5.2 NH₃-N的去除效果
• 4.5.3 TN的去除效果
• 4.5.4 P的去除效果
• 5 混凝沉淀与人工湿地组合工艺处理中水试验效能研究
• 5.1 试验目的及方法
• 5.1.1 试验目的
• 5.1.2 试验方法
• 5.2 工艺流程
• 5.3 试验装置的运行
• 5.3.1 混凝沉淀装置启动和操作
• 5.3.2 组合工艺的运行
• 5.4 组合工艺效能试验结果
• 5.4.1 搅拌速度变化试验结果
• 5.4.2 水力负荷试验研究
• 5.4.3 HRT试验研究
• 5.4.4 季节影响试验研究
• 6 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录