土地渗滤系统处理村镇生活污水的实验研究

论文摘要

随着我国经济的快速发展和水环境的不断恶化,农村和小城镇的生活污水处理需求将呈现高速增长的态势,然而我国有关村镇生活污水处理水平极低,适合我国国情的村镇生活污水治理技术的开发是我们所急需解决的问题。土地渗滤系统是处理分散源污水的常用方法,具有基建及运行成本低、处理效果好、受气候影响小、几乎不消耗电力、不产生臭味、管理简单、不产生剩余污泥等优点,比较适合我国国情。该技术在国外应用比较广泛,在国内,由于技术等相关原因,没有得到大面积推广应用。本论文是在分析赣州气候、土壤等因素的基础上,参阅大量有关土地渗滤系统的资料,设计了合适的土地渗滤系统,并经过实验运行,分析实验数据,以探讨土地渗滤系统性能与机理。论文的主要研究结果与结论如下:1)设计运行土地渗滤系统。在三种不同水力负荷条件下,运行实验装置,结果是有机物COD、总磷和氨氮的出水浓度都较低,低于常规的土地渗滤系统出水设计浓度。但是出水中总氮的排放浓度远远低于出水浓度要求,而且总氮的去除率较低。其原因为,系统反硝化能力差,从而降低了总氮的去除率,致使总氮的排放量大于土地渗滤系统的排放要求。水力负荷在土壤承受范围内,系统去除有机物、总磷和氨氮的能力较高。出水硝氮浓度大于进水硝氮浓度,说明系统硝化能力强。2)土地渗滤系统有很强的抗冲击能力和稳定性。温度、气候对系统去除有机物能力影响较小。虽然随着水力负荷的降低,系统去除污染物的能力增强,但是在水力负荷较小时,有机物的去除率随水力负荷的影响较小。3)系统总氮的排放浓度过高、去除率较低的原因有三点:一是水力负荷过大,二是系统反硝化作用差,三是实验过程中未能利用植物吸收除氮的作用。主要是反硝化作用差。若要改进系统,应该从提高反硝化作用入手。4)土壤、煤渣及沙水力渗透性能大小依次为煤渣>沙>土壤。5)红壤沙分层的1#装置分别在水力负荷为3cm/d、5cm/d和10cm/d下运行时,出水COD的平均浓度低于20mg/L,其平均去除率分别为92.9%、94.7%和94.5%;出水氨氮的平均浓度低于10mg/L,其平均去除率分别为78.4%、70.9%和97.5%;出水总磷的平均浓度低于0.2mg/L,其平均去除率分别为98.4%、98.9%和91.6%;对总氮的平均去除率分别为20.1%、17.4%和9.5%。红壤煤渣分层的2#装置分别在水力负荷为3cm/d、5cm/d和10cm/d下运行时,出水COD的平均浓度低于15mg/L,其平均去除率分别为96.1%、98.4%和95.1%;出水氨氮的平均浓度低于5mg/L,其平均去除率分别为98.1%、72.1%和99.0%;出水总磷的平均浓度低于0.1mg/L,其平均去除率分别为99.5%、99.8%和98.4%;对总氮的平均去除率分别为26.7%、18.3%和10.5%。水力负荷的增加对COD、氨氮和总磷的去除影响不明显,但会降低总氮的去除效果。总体来看,这三种水力负荷均能满足污水处理程度的要求。总之,利用土地渗滤系统处理我国村镇生活污水的前景比较良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 我国村镇生活污水处理概括
• 1.1.1 我国村镇生活污水的特点
• 1.1.2 我国村镇生活污水的现有处理技术
• 1.2 研究的内容，技术路线
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究方法及技术路线
• 1.2.3 研究意义、难点与创新点
• 第二章 土地渗滤系统
• 2.1 土地渗滤系统简介
• 2.2 土地渗滤的类型
• 2.3 土地渗滤的污水去除原理
• 2.3.1 固体悬浮物的去除机理
• 2.3.2 COD 的去除机理
• 2.3.3 磷的去除机理
• 2.3.4 氮的去除机理
• 2.3.5 致病微生物的去除机理
• 2.3.6 重金属及有机有毒物的去除
• 2.4 土地渗滤系统的影响因素
• 2.4.1 土壤
• 2.4.2 地下水位的高低
• 2.4.3 地形
• 2.4.4 气候
• 2.4.5 距离地表水的距离
• 2.4.6 处理面积
• 2.4.7 污水性质
• 2.5 污水处理的选择性
• 2.6 土地渗滤与其它处理方法的比较
• 第三章 实验
• 3.1 实验设计
• 3.1.1 实验目的
• 3.1.2 实验装置
• 3.1.3 实验设计工艺及原理
• 3.2 设计要点
• 3.2.1 限制设计参数
• 3.2.2 渗滤场特性分析
• 3.2.3 确定污水投配方式
• 3.3 实验条件
• 3.3.1 实验测定方法
• 3.3.2 实验所需仪器
• 3.3.3 实验试剂
• 3.3.4 实验供试填料的选择
• 3.3.5 填料的渗透系数
• 3.3.6 实验气候条件
• 3.4 实验分析方法
• 3.4.1 水质分析
• 3.4.2 实验数据的处理
• 3.5 实验过程
• 3.5.1 实验装置的启动
• 3.5.2 实验室准备
• 3.5.3 实验运行
• 第四章 实验结果分析
• 4.1 进、出水化学需氧量的变化
• 4.1.1 污水的可生化性能分析
• 4.1.2 实验结果分析
• 4.2 进、出水氨氮的变化
• 4.2.1 氨氮转化机理
• 4.2.2 实验结果分析
• 4.3 进、出水总磷的变化
• 4.3.1 总磷去除机理
• 4.3.2 实验结果分析
• 4.4 进、出水总氮的变化
• 4.4.1 总氮去除途径
• 4.4.2 实验结果分析
• 4.5 进、出水硝氮的变化
• 4.5.1 硝氮污染及转化机理
• 4.5.2 实验结果分析
• 4.6 进、出水亚硝氮的变化
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 存在的问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 填料水力渗透系数的测定方法
• 附录B 个人简历、在读期间发表的学术论文与参与的科研项目