【摘要】：農(nóng)村生活污水要求處理技術低能耗、低成本、低投資和高效率。隨著城鎮(zhèn)化進程以及新農(nóng)村建設的不斷推進,國家對城鎮(zhèn)生活污水處理后出水的排放要求也在逐漸提高。目前一些生態(tài)型村鎮(zhèn),如上海崇明等,將農(nóng)村生活污水處理的出水水質(zhì)從《城鎮(zhèn)污水處理廠污染排放標準》(GB18918-2002)中的“一級B標準”提升至“一級A”,因此亟需在現(xiàn)有處理技術技術基礎上研發(fā)農(nóng)村生活污水的深度處理技術。本研究受國家重點研發(fā)計劃“東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術及應用”項目中課題5“河口島嶼地區(qū)農(nóng)村污水處理適用技術集成與示范”(課題編號:2016YFC0400805)資助,針對農(nóng)村生活污水的深度凈化需求,利用集約式立體生物生態(tài)耦合處理設備對二級處理出水進行深度處理。主要研究內(nèi)容包括集約式立體生物生態(tài)耦合處理系統(tǒng)對污水中各污染物的去除效果及影響因素研究、系統(tǒng)的強化除磷效果研究、系統(tǒng)對于污染物的去除機制研究。研究結果如下:(1)研究了系統(tǒng)在水力停留時間為72h、48h、36h和24h四種工況下的運行效果,并設置栽種植物實驗組和未栽種植物的對照組進行對比。結果表明,生物生態(tài)耦合處理系統(tǒng)實驗組對各污染物的處理效果均優(yōu)于對照組,且在48h工況時處理效果最好,系統(tǒng)COD、氨氮、TP和TN的出水濃度分別為5～12mg/L、2～5mg/L、0.4～0.5mg/L和10～15mg/L,經(jīng)處理后系統(tǒng)出水濃度均屬于國家排放標準中的一級A標準,此工況下COD、氨氮、TN和TP的最大去除率分別為82.31%、88.02%、66.59%和61.57%。(2)為強化系統(tǒng)的除磷性能,通過對陶粒、無煙煤、沸石、石英砂和石灰石5種常用填料進行TP吸附實驗發(fā)現(xiàn),對TP的吸附性能最好的是陶粒,最大吸附量為0.0527 mg/g。在系統(tǒng)中添加陶粒后,系統(tǒng)對TP的去除效果得到顯著提升,去除率從61.57%上升至88.02%。(3)為探究系統(tǒng)對于污染物的去除機制,采用高通量測序研究了系統(tǒng)內(nèi)的微生物種群結構。結果表明,生物生態(tài)耦合系統(tǒng)反應器實驗組內(nèi)填料表面微生物的優(yōu)勢菌種門類主要包括變形菌門、藍藻門、綠彎菌門、擬桿菌門和綠菌門;對照組填料表面微生物的優(yōu)勢菌種門類主要包變形菌門、藍藻門、綠菌門、擬桿菌門。通過Alpha多樣性參數(shù)對比結果可知,有植物的實驗組四個分區(qū)內(nèi)填料表面微生物群落的多樣性與豐富度均高于無植物的對照組。實驗組美人蕉根系上的優(yōu)勢微生物菌門主要是變形菌門(82%)和擬桿菌門(12%);黃菖蒲根系上的優(yōu)勢微生物菌門主要是綠菌門(37%)、變形菌門(23%)和藍藻門(16%);梭魚草根系上的優(yōu)勢微生物菌門主要是變形菌門(47%)、綠菌門(24%)和藍藻門(12%);蘆葦根系上的優(yōu)勢微生物菌門主要是變形菌門(81%)。四種不同植物根系微生物的群落結構各不相同,有所差別。本研究通過對集約式立體生物生態(tài)耦合處理系統(tǒng)的運行調(diào)控以及性能優(yōu)化,選擇最適運行條件,以期為該系統(tǒng)的工程應用推廣提供理論參考,為植物與微生物的協(xié)同關系提供了理論支持。
【圖文】：

流(水流方向為 A→B→C→D→E→F→G→H)，繞行兩周后，水從罐流出去。罐體內(nèi)放置填料網(wǎng)，在固定植物根系的同時也可供微生物植物蘆葦、美人蕉、黃菖蒲和梭魚草。其罐底部安置沸石和石灰石 200mm，還裝有空心纖維懸浮球填料，以供植物固定根系和微生該生態(tài)罐對污水處理的效果，設置沒有植物生長的裝置罐作為對照現(xiàn)場示意圖如圖 2.1 所示。圖(a)裝置尺寸剖面圖 圖(b)裝置立體圖

料基質(zhì)填料時，既要選擇吸附和去除污染物能力強的填料，另外得等因素。通過閱讀大量文獻得出，沸石[60-64]對氮元素具有非常[65-67]對磷元素具有很好的吸附效果，且價格均經(jīng)濟實惠，故選取混合裝填于實驗反應器中，，用以提升反應器對 N、P 等污染元掛膜生長提供合適場所。表 2.1 列舉了所選填料的規(guī)格參數(shù)及填料的表觀圖。表 2.1 所選填料的規(guī)格參數(shù)及特點 裝填高度 粒徑 功能 10cm 15～25mm 機械強度高，除磷效 10cm 15～25mm 吸附能力強，對 COD 和氮素維球 40cm 80mm 使用周期長，過濾效果好石灰石按 1:1 比例混合裝填在容器底部。（沸石和石灰石混合作為人工濕地填料時吸作用時的吸附作用[68, 69]）
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X799.3

【參考文獻】

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本文編號：2710973