半集中式污水与固体废弃物综合处理系统 ——灰水处理系统的试验研究

论文摘要

随着我国城市化进程的快速推进,中小城镇经济得到了迅速发展,但与此同时,也给生态环境带来了巨大压力,“半集中式污水、固体废弃物综合处理系统”正是在这样的背景下提出的一种能够促进中小城镇物质循环利用、废物资源化、污染物减量化的环境保护新理念,符合“可持续发展”的原则。生活污水中的灰水具有污染轻、水量大的特点,对其进行回用可以节约城市用水、减少城市污水排放量,具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。目前,我国在灰水回用方面的研究还处于起步阶段,研究开发适合我国国情的灰水处理技术对于提高污水资源化技术水平、解决水资源短缺的问题具有重要的意义。本课题以洗浴废水作为灰水的代表性水源,研究了新型曝气生物滤池和传统混凝工艺处理灰水的可行性及应用前景。主要研究内容包括:（1）新型曝气生物滤池工艺处理灰水的试验研究从曝气生物滤池的启动挂膜、对灰水中各类主要污染物的去除效果、滤池的压力损失等几个方面,对比研究了黏土生物陶粒和新型轻质陶瓷滤料对灰水的处理效果,探讨适于灰水处理的滤料特性。（2）传统混凝工艺处理灰水的试验研究通过正交试验研究两种水质条件（Ⅰ为洗浴废水原水,Ⅱ为厌氧储存后的洗浴废水）下灰水的混凝效果,考察了混凝剂的种类、投加量、pH、搅拌速度、助凝剂等因素对灰水混凝效果的影响,得出较优的混凝条件范围,再通过单因素优化试验进一步确定灰水处理的最优混凝条件。试验结果表明:（1）新型曝气生物滤池工艺处理灰水的试验研究a.黏土生物陶粒具有孔隙率大、粗糙度高、比表面积大的特点,滤料表面适于微生物的附着生长,可以使曝气生物滤池具有较强的生化降解能力、抗冲击负荷能力。系统稳定运行期间,COD、氨氮、LAS、SS、浊度的去除率分别可达到85%、80%、90%、80%和95%,出水浓度可分别在50mg/l、5mg/l、1.0 mg/l、10mg/l、5mg/l以下,满足生活杂用水的水质标准（CJ25.1-89）要求。但由于黏土生物陶粒的机械强度不高、反冲洗时滤床膨胀性能较差,容易使滤床堵塞产生较高的过滤阻力,并使反冲洗的频率与强度也随之提高,从而增加系统能耗。b.新型轻质陶瓷滤料机械强度较高,耐磨擦性能好,比重轻,利于曝气生物滤池反冲洗,不易堵塞,可以达到节能低耗的目的,稳定处理运行期间,新型轻质陶瓷滤料对COD、氨氮、LAS、SS、浊度的去除率分别可达到75%、50%、90%、65%和95%,出水浓度可分别在50mg/l、10mg/l、1.0mg/l、20mg/l、5mg/l以下。但由于其表面粗糙度低、孔隙率小,比表面积小,在洗浴废水较多表面活性剂的作用下,会使生物膜的附着生长不稳定,反冲洗时易脱落,削弱了曝气生物滤池系统对废水的生化降解、过滤截流能力,导致系统处理效果不稳定,出水悬浮物较多。（2）传统混凝工艺处理灰水的试验研究a.通过正交试验得出了洗浴废水混凝的较优条件范围:pH≈7、转速为中速、混凝剂种类为聚合氯化铝或聚合氯化铝铁、投加量（以铝、铁离子浓度计量）对于Ⅰ水质为30mg/l、对于Ⅱ水质为20mg/l。b.本试验条件下加入助凝剂可使絮体的沉降性能提高,但对污染物去除率的提高作用不明显。c.通过单因素优化试验得到洗浴废水混凝的最佳试验条件:Ⅰ水质条件下:投加量为10～20mg/l、转速为50～100r/min。Ⅱ水质条件下:投加量为10～15mg/l、转速为30～80r/min。综上所述,本试验通过对新型曝气生物滤池工艺和传统混凝工艺处理灰水的研究,得到以下结果:（1）通过对比研究黏土生物陶粒、新型轻质陶瓷滤料对洗浴废水的处理效果,总结出最适宜处理灰水的滤料特性,为滤料的优化、筛选提供了重要参考依据。（2）曝气生物滤池对进水要求较高,试验发现即使是灰水这类低污染的污水也要进行相应的预处理。混凝工艺可作为灰水处理的预处理单元（实际应用中根据具体的灰水水质选择最经济的混凝剂投加量）,去除绝大部分胶体、颗粒态悬浮物和难降解的表面活性剂,为后续的生化处理系统提供更加有利的生化降解环境。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 半集中式综合处理系统
• 1.1.1 半集中式处理系统概念
• 1.1.2 半集中式综合处理系统的特点
• 1.1.3 半集中式综合处理系统在我国的应用前景
• 1.2 半集中式灰水处理系统
• 1.2.1 灰水的概念
• 1.2.2 灰水的水质特点
• 1.2.3 洗浴废水的水质特点
• 1.2.4 国外灰水回用技术的研究现状
• 1.2.5 国内灰水回用技术的研究现状
• 1.2.6 灰水回用存在的问题
• 1.2.7 灰水回用的意义与发展前景
• 1.3 曝气生物滤池（BAF）工艺
• 1.3.1 BAF的工作原理及典型流程
• 1.3.2 BAF的优点和缺点
• 1.3.3 BAF的主要工艺形式
• 1.3.4 BAF国内外的研究现状
• 1.5 混凝处理工艺
• 1.5.1 混凝的原理
• 1.5.2 混凝工艺处理灰水在国内外的研究现状
• 1.6 本课题研究的目的、意义及主要内容
• 1.6.1 研究的目的、意义
• 1.6.2 主要研究内容
• 第2章 曝气生物滤池工艺处理灰水的试验研究
• 2.1 黏土生物陶粒曝气生物滤池的中试研究
• 2.1.1 试验方法
• 2.1.2 试验结果与讨论
• 2.2 新型轻质陶瓷滤料曝气生物滤池的中试研究
• 2.2.1 试验方法
• 2.2.2 试验结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 第3章 混凝法处理灰水的试验研究
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验仪器与试剂
• 3.1.2 废水来源及水质指标
• 3.1.3 水质分析方法
• 3.1.4 试验方法
• 3.2 试验结果与讨论
• 3.2.1 混凝正交实验因素、水平的确定
• 3.2.2 单独投加无机混凝剂的混凝正交试验研究
• 3.2.3 无机混凝剂与助凝剂（PAM）联用的混凝试验研究
• 3.2.4 混凝影响因素的水平优化试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢