CIBR-人工湿地污水回用技术研究

论文摘要

针对传统处理工艺对城市污水季节性水质水量变化的适应性能力较弱的特点,根据目前国内外生物反应器和生态水处理技术的研究现状,并结合前期的研究,本文研究了连续流一体化生物反应器（CIBR）-波形潜流人工湿地这一生物/生态组合工艺系统。该系统中的生物反应器是连续流一体化自响应生物反应器,它能根据原水水质水量、出水要求及环境条件调整运行模式及工况,保证整个系统在稳定运行的前提下,最大限度的降低处理能耗,提高处理效果。本文主要研究的是CIBR在不同的模式下（2+2模式和2+1模式）与波形潜流人工湿地组成的组合系统对COD、TN、氨氮和TP的处理效果,以及相应的组合系统对各水质指标的去除率负荷的研究,同时分析影响组合系统处理效果的主要因素;根据前期的研究结果,研究组合系统的工艺运行矩阵。主要研究结果如下:（1）2+2模式下的组合工艺,对COD、TN、氨氮和TP平均去除率分别达到86.56%、88.76%、92.27%和74.72%;出水COD、TN、氨氮和TP分别为14.73 mg/L、3.79 mg/L、2.01 mg/L和0.94 mg/L; 2+1模式下的组合工艺,对COD、TN、氨氮和TP去除率分别达到84.81%、82.38%、92.61%和88.20%;出水COD、TN、氨氮和TP分别为24.77 mg/L、4.63 mg/L、2.69 mg/L和0.43 mg/L。两种组合系统处理效果都比较理想,能够达到国家《城市杂用水水质标准》（GB/T 18920-2002）的要求。（2）组合系统中,COD、TN、氨氮主要由反应器去除,而TP主要由湿地去除。添加含钙填料后,湿地对TP的去除率由74.72%提高到88.20%,使组合系统TP出水达到GB18918-2002一级A排放标准。（3）影响组合系统处理效果的主要因素是:反应器水力停留时间、湿地水力负荷、水温、进水底物浓度、湿地填料等。（4）针对武汉市城市污水的水质特点,通过调整CIBR的运行工况来合理分配处理负荷得到CIBR-波形潜流人工湿地组合工艺的运行矩阵。其出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准;与A/A/O及Bardenpho工艺相比,其处理能耗分别降低了20. 77%和40. 12%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 课题来源、目的和意义
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 课题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 生物反应器的概况
• 1.2.2 人工湿地的概况
• 1.2.3 生物/生态组合工艺的研究现状
• 1.3 研究内容
• 2 CIBR－人工湿地原理
• 2.1 CIBR 反应器原理
• 2.1.1 CIBR 脱氮原理
• 2.1.2 CIBR 除磷原理
• 2.2 波形潜流人工湿地协同净化原理
• 2.2.1 波形潜流人工湿地构造特点
• 2.2.2 湿地多重生态位净化机理
• 2.2.3 递进布水技术
• 2.2.4 对生物前处理的协同净化作用
• 3 试验系统的构建与试验方案
• 3.1 试验系统的构建
• 3.1.1 CIBR 模型的构建
• 3.1.2 波形潜流人工湿地模拟装置
• 3.2 试验方案
• 3.2.1 试验工艺流程
• 3.2.2 CIBR 试验方案
• 3.2.3 人工湿地试验方案
• 3.2.4 CIBR－人工湿地组合试验安排
• 3.3 试验分析项目与方法
• 3.4 试验装置启动
• 3.4.1 CIBR 的启动
• 3.4.2 人工湿地的启动
• 4 试验结果及分析
• 4.1 夏季组合系统运行结果分析
• 4.1.1 CIBR（2+2 模式）－人工湿地(水力负荷0.8m3
• 4.1.2 两种水力负荷下系统处理效果比较分析
• 4.2 秋季组合系统运行结果分析
• 4.2.1 有机物的去除效果分析
• 4.2.2 去除负荷分析
• 4.3 夏季和秋季组合系统处理效果比较
• 4.4 试验系统影响因素分析
• 5 生物/生态节能矩阵控制技术研究
• 5.1 生物前处理与生态后处理的功能协同
• 5.2 低能耗生物-生态处理系统设计理念
• 5.2.1 工艺系统的设计理念
• 5.2.2 单元技术设计理念
• 5.3 生物/生态污水处理工艺矩阵的设计
• 5.3.1 系统工艺流程
• 5.3.2 系统工艺矩阵
• 5.3.3 实验结果与讨论
• 5.3.4 技术经济分析
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献