生物循环过滤工艺净化城市景观湖水试验研究

论文摘要

本文以邯郸市某湖水为水源,对生物循环过滤工艺净化城市景观湖水进行了试验研究。重点考察了不同滤料的下向流的生物滤池的除污效果,确定生物循环过滤工艺的最佳滤料和最佳填充高度；研究温度和水力负荷对生物循环过滤工艺除污效果的影响,确定工艺最佳运行参数；推导了生物滤池有机物降解动力学模型；研究稳定运行期间,生物循环过滤工艺对污染物的去除效果。对比了陶粒和两种不同粒径的活性炭、石英砂五种滤料的生物滤池的除污效果,试验结果表明,活性炭滤池对原水的CODMn、NH4+-N、TN和浊度具有较好的去除效果,且小粒径的活性炭滤池的除污效果优于大粒径的,小粒径炭滤池对CODMn、NH4+-N、TN和浊度的平均去除率分别为36.82%、84.59%、10.81%和84.78%；石英砂滤池对浊度的去除效果较活性炭和陶粒好,且粒径小的优于粒径大的,小粒径石英砂池对CODMn、NH4+-N、TN和浊度的平均去除率分别为32.44%、78.23%、8.49%和87.97%；陶粒滤料由于粒径较大,除浊效果较差,其对CODMn、 NH4+-N、TN和浊度的平均去除率分别为35.79%、80.09%、9.69%和75.71%。考察了2号生物滤柱在0.2m、0.4m、0.6m和0.8m共四个滤料填充高度下,生物循环过滤工艺的除污效果。工艺对CODMn、NH4+-N、TN和浊度达到较高去除效果的填充高度分别为0.4m、0.6m、0.6和0.2m,工艺运行1个周期后,相应污染物的去除率分别为30.33%、66.83%、4.79%和71.55%。分析了水温和水力负荷对CODMn、NH4+-N、TN和浊度去除效果的影响,工艺在较高水温和水力负荷为5m3/（m2·h）下可达到较好的除污效果。生物滤池有机物降解动力学模型：S=S0e-Kh,有机物降解动力学常数K与水力负荷的关系：K=-0.084q+0.9073,（R2=0.9921）。经验证：模型计算值与试验实测值间绝对误差最大为0.70mg/L,相对误差最大为8.44%。在水温为22.1-27.3℃,水力负荷为5m3/（m2·h）和气水比为2：1的条件下,以活性炭生物滤柱（2号滤柱）为试验用滤柱,研究了生物循环过滤工艺对污染物的去除效果。检测原水和循环水,得到工艺运行1、2、3周期时对CODMn的去除率分别为34.13%、59.00%和64.63%,对NH4+-N的去除率分别为38.86%、76.74%和85.92%,对TN的去除率分别为6.45%、9.68%和11.29%,对浊度的去除率分别为57.5%、83.75%和87.5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 水环境现状
• 1.1.2 城市景观湖水的功能
• 1.1.3 城市景观湖水研究现状
• 1.1.4 我国城市景观湖的环境特点
• 1.2 城市景观湖的水污染控制和治理
• 1.2.1 景观湖泊的整合连通
• 1.2.2 补水水源的保障
• 1.2.3 景观湖水的污染控制
• 1.2.4 景观湖水的净化
• 1.3 生物循环过滤工艺研究概况
• 1.3.1 生物循环过滤工艺概论
• 1.3.2 生物滤池技术研究进展
• 1.4 研究目的与内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 试验条件与方法
• 2.1 原水水质
• 2.2 试验滤料
• 2.3 试验装置
• 2.4 试验方法
• 2.5 检测项目与方法
• 第3章 生物循环过滤工艺滤料的选择
• 3.1 不同滤料的生物滤池对有机物的去除效果
• 3.1.1 生物滤池对CODMn的去除效果
• 3.1.2 生物滤池有机物降解机理
• 3.2 不同滤料的生物滤池对NH4+-N和TN的去除效果
• 3.2.1 生物滤池对NH4+-N的去除效果
• 3.2.2 生物滤池对TN的去除效果
• 3.2.3 生物滤池脱氮机理
• 3.3 不同滤料的生物滤池对浊度的去除效果
• 3.4 本章小结
• 第4章 生物循环过滤工艺不同填充高度除污效果的试验研究
• 4.1 生物滤池填充高度的选取
• 4.2 生物循环过滤工艺循环周期的选定
• 4.3 生物循环过滤工艺不同填充高度的除污效果
• 4.3.1 对CODMn的去除效果
• 4.3.2 对氨氮的去除效果
• 4.3.3 对TN的去除效果
• 4.3.4 对浊度的去除效果
• 4.4 本章小结
• 第5章 水温和水力负荷对生物循环过滤工艺除污效果的影响
• 5.1 水温对生物循坏过滤工艺除污效果的影响
• 5.1.1 水温对CODMn去除效果的影响
• 5.1.2 水温对NH4+-N去除效果的影响
• 5.1.3 水温对TN去除效果的影响
• 5.1.4 水温对浊度去除效果的影响
• 5.2 水力负荷对生物循环过滤工艺除污效果的影响
• 5.2.1 水力负荷对CODMn去除效果的影响
• 5.2.2 水力负荷对NH4+-N去除效果的影响
• 5.2.3 水力负荷对TN去除效果的影响
• 5.2.4 水力负荷对浊度去除效果的影响
• 5.2.5 水力负荷的优化控制
• 5.3 本章小结
• 第6章 生物滤池有机物降解动力学模型研究
• 6.1 模型的假设
• 6.2 动力学模型的推导
• 6.3 动力学常数的解析和确定
• 6.4 模型的验证
• 6.5 本章小结
• 第7章 生物循环过滤工艺运行效果
• 7.1 生物循环过滤工艺对CODMn去除效果
• 7.2 生物循环过滤工艺对NH4+-N的去除效果
• 7.3 生物循环过滤工艺对TN的去除效果
• 7.4 生物循环过滤工艺对浊度的去除效果
• 7.5 本章小结
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目