中小型铁路站区生活污水土地处理技术的实验研究

论文摘要

在我国既有与新建的铁路线路中,有相当数量的车站及工区远离城市,致使这些站区及工区的生活污水无法接入城市排水管网,长期以来大都采取自由排放的方式,给铁路沿线的环境造成一定危害。近些年来,随着我国环境保护工作的不断加强,铁路沿线站区生活污水处理也得到了铁道部及相关部门的高度重视。针对铁路沿线中小站段生活污水的特点,结合中小型站区实际,开发出一套工艺流程简单,处理效果稳定,操作管理方便的铁路污水处理新技术,已成为铁路环境保护中亟待解决的问题。本论文结合中铁第五勘察设计院科技研究开发计划项目“土壤渗滤系统处理中小车站生活污水的应用研究”,以铁路中小型站区生活污水为对象,探讨了循环固定化生物滤池——微生物固定化脉冲渗滤系统——固定化微生物潜流土地处理系统处理铁路生活污水的可行性,考察了各处理单元的操作条件对处理效果影响,确定了系统的工艺条件。研究结果表明：（1）循环固定化生物滤池作为该土地处理系统的预处理单元,将其与提升泵房的汲水井有机结合,在不增加动力消耗的前提下,利用提升泵的剩余压头同时可实现污水在循环固定化生物滤池内不断循环；当循环流量为3841／h时,反应器对CODCr、NH3-N的去除率均达到最大,分别为84.34%和47.15%；进水在调节池内的最佳停留时间为1h；在循环流量为3841／h、调节池停留时间为1h时最佳运行条件下,当进水平均CODCr浓度为438.06mg/l时,循环固定化生物滤池对CODcr的平均去除率可以达到76.53%,说明循环固定化生物滤池抗冲负荷能力较强。（2）固定化微生物脉冲渗滤系统采用脉冲进水的方式,通过在系统中布水与落水的交替变化,提高了系统内溶解氧的含量。研究发现：在表面负荷为15cm/d的工况下,固定化脉冲渗滤系统对CODcr的平均去除率为50.58%,对NH3-N的平均去除率为40.39%；对TP的平均去除率为52.38%。（3）固定化微生物潜流土地处理系统为土地处理流程的最后一级,通过采用垂直错流,可使水中的污染物质与系统中的填料充分接触。研究发现：固定化微生物潜流土地处理系统对CODCr、NH3-N的去除率均随着表面负荷的增大而减小。表面负荷为12cm/d时,为系统的最佳运行条件。此时,系统对CODCr、NH3-N的平均去除率分别为46.47%、20.83%；由于在土地处理系统中投加了海绵铁配合微生物进行除磷,系统对TP的平均去除率为可以达到61.89%综上所述,循环固定化生物滤池——微生物固定化脉冲渗滤系统——固定化微生物潜流土地处理系统组成的工艺完全可以满足铁路沿线中小车站的污水处理要求。同时,该土地处理流程具有处理效果稳定、能耗低、投资少等特点,因此该技术在针对中小型污水处理方面有着广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 铁路中小车站生活污水特点及处理现状
• 1.1.3 课题的研究技术内容及意义
• 1.2 土地处理方法的发展历程及应用现状
• 1.2.1 国内土地处理系统的应用现状
• 1.2.2 国内土地处理的类型及研究方向
• 1.2.3 土地处理系统应用的可行性
• 1.3 载体结合法微生物固定化技术
• 1.3.1 微生物固定化技术及其分类
• 1.3.2 微生物固定化技术的特征
• 1.3.3 微生物固定化技术在水处理领域的应用
• 1.4 生物海绵铁技术在土地渗滤系统中的应用
• 1.5 课题的创新点及技术路线
• 1.5.1 本土地处理流程的创新点
• 1.5.2 研究技术路线
• 2 循环固定化生物滤池预处理效果的实验研究
• 2.1 研究目的与意义
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验用水及测定方法
• 2.2.2 实验装置及反应器的启动
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 循环流量对固定化生物滤池处理效果的影响
• 2.3.2 调节池停留时间对污染物的去除影响
• 2.3.3 不同进水浓度对染物的去除影响
• 2.4 本章内容小结
• 3 固定化脉冲渗滤系统的研究
• 3.1 研究目的与意义
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验用水及测定方法
• 3.2.2 实验装置与反应器的启动
• 3.3 实验的结果与讨论
• 3.3.1 渗滤系统出水口流量变化
• Cr的去除效果'>3.3.2 系统对COD_Cr的去除效果
• 3-N的去除效果'>3.3.3 系统对NH₃-N的去除效果
• 3.3.4 系统对TP的去除效果
• 3.4 本章内容小结
• 4 土地处理潜流系统的研究
• 4.1 研究目的与意义
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验用水与测定方法
• 4.2.2 实验装置及反应器的启动
• 4.3 实验的结果与讨论
• 4.3.1 启动周期
• 4.3.2 不同表面负荷下的实验分析
• 4.3.3 固定化潜流处理系统除磷分析
• 4.4 本章内容小结
• 5 研究结论及存在问题
• 5.1 研究结论
• 5.2 存在问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果