南方农村污水处理设施调查及核心处理单元强化除磷研究

论文摘要

鉴于我国农村的经济发展现状和农民生活习惯,多数农村生活污水未经处理任意排放,不仅污染了地表水和地下水资源,还给农村居民的生活环境带来极大的影响,如何解决农村污水处理问题显得至关重要。相对城市来说,农村经济不发达,缺乏技术人才与管理人员,在进行污水处理时应考虑农村实际情况。通过对南方水网地区农村污水处理设施的现场调查,针对南方地区的气候条件以及农村的自然和人力资源特点,宜采用人工湿地作为农村污水处理设施的核心处理单元。通常人工湿地对有机污染物和氮素的去除率较高,对磷素的去除效果欠佳,可采用粉煤灰碎砖块（FAB）作为基质强化除磷。本文以FAB为研究对象,通过静态摇床试验和人工湿地模型试验研究FAB的除磷功效。通过静态摇床试验,研究FAB的吸附性能以及不同因素对FAB除磷效果的影响。试验结果表明：Langmuir和Freundlich吸附方程均可较好地描述FAB的吸附过程,FAB对磷的最大理论饱和吸附量为21277mg/kg;通过X射线荧光分析,FAB主要成分为SiO2、CaO、Al2O3以及少量的Fe203,等温吸附反应前后,主要矿物成分未发生较大变化,但基质中磷素的含量增幅较大；当其它反应条件不变,吸附时间越长,FAB对磷的去除率越高；FAB粒径越小,对磷的去除率越高；反应温度越高,FAB对磷的去除率越高。人工湿地模型处理模拟废水的试验结果表明,当进水含磷量为3mg／L左右时,人工湿地对模拟废水中磷的去除效果较好,模拟废水中磷酸盐几乎全部被去除。运行前两级人工湿地研究水力负荷对除磷效果的影响,结果表明人工湿地对模拟废水中磷的去除率随水力负荷的增大而下降。以南湖排污口生活污水为原水,研究人工湿地对实际生活污水中各形态磷的去除效果,试验结果表明：原水中总磷（TP）以可溶性总磷（TDP）为主,可溶性活性磷（SRP）是TDP的主要成分；FAB基质强化除磷主要是对SRP的强化去除,人工湿地出水中SRP浓度可降到0.03mg／L以下；人工湿地对颗粒磷（PP）去除主要依靠基质的物理拦截作用完成,去除效果不太理想,去除率仅为50%左右；TDP中其它形态的磷如有机磷、缩合磷等,在原水中含量低于0.05mg／L,对磷的去除效果影响不大；FAB人工湿地出水中TP的主要成分为PP,出水中TP含量可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）级标准A类标准。南湖排污口和红霞村生活污水中磷形态对比分析结果表明：红霞村和南湖排污口生活污水都以TDP为主,且TDP中又以SRP为主要成分。FAB人工湿地对南湖排污口生活污水具有较好的处理效果,而红霞村与南湖排污口生活污水磷形态具有相似性,因此,FAB作为人工湿地强化除磷基质,用于处理与红霞村水质类似的农村生活污水具有可行性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 农村污水处理模式
• 1.2.1 分散处理模式
• 1.2.2 集中处理模式
• 1.2.3 接入市政管网处理模式
• 1.3 农村污水处理技术
• 1.3.1 人工湿地技术
• 1.3.2 土地渗滤技术
• 1.3.3 氧化塘技术
• 1.3.4 三格式化粪池
• 1.3.5 生物膜法
• 1.4 人工湿地除磷相关研究
• 1.4.1 农村污水除磷的必要性
• 1.4.2 污水中磷的形态
• 1.4.3 人工湿地除磷机理
• 1.4.4 人工湿地除磷影响因素
• 1.4.5 强化除磷措施
• 1.4.6 基质除磷的研究现状
• 1.5 课题研究的目的及意义
• 1.6 研究内容
• 第2章 农村污水处理设施调查
• 2.1 农村排水设施现状
• 2.2 农村污水处理设施
• 2.2.1 以"人工湿地"为主要处理单元
• 2.2.2 以"氧化塘"为主要处理单元
• 2.2.3 以"生物膜法"为主要处理单元
• 2.2.4 以"渗滤沟"为主要处理单元
• 2.3 核心处理单元的确定
• 2.4 小结
• 第3章 除磷基质材料及磷指标测试方法
• 3.1 除磷基质材料的选用
• 3.1.1 选择原则
• 3.1.2 除磷基质材料
• 3.2 磷指标测定方法
• 3.2.1 测定指标
• 3.2.2 测定方法
• 3.2.3 仪器
• 3.2.4 药品
• 3.2.5 标准曲线的绘制
• 3.2.6 SRP测定
• 3.2.7 TDP测定
• 3.2.8 TP的测定
• 第4章 FAB除磷静态摇床试验
• 4.1 试验仪器与试验方法
• 4.1.1 试验仪器
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 试验结果及分析
• 4.2.1 等温吸附试验
• 4.2.2 吸附剂成分测定
• 4.2.3 吸附时间对除磷效率的影响
• 4.2.4 填料粒径对除磷效率的影响
• 4.2.5 反应温度对除磷效率的影响
• 4.3 小结
• 第5章 人工湿地强化除磷模型试验
• 5.1 人工湿地模型的建立
• 5.2 人工湿地模型处理模拟废水试验
• 5.3 人工湿地模型处理实际生活污水试验
• 5.3.1 对TP的去除效果
• 5.3.2 对TDP及SRP的去除效果
• 5.3.3 对PP去除效果
• 5.4 人工湿地进出水磷形态分析
• 5.5 FAB用于农村污水处理可行性分析
• 5.5.1 农村污水中磷形态分析
• 5.5.2 两种类型污水中磷形态的比较
• 5.6 小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考资料
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文