農(nóng)戶式人工濕地污水處理系統(tǒng)模式研究
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【摘要】:我國有近96%的農(nóng)村沒有污水處理設(shè)施,加劇了水體污染。農(nóng)戶家庭直接排放的廢水(包括生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水)對(duì)農(nóng)村水環(huán)境造成了極大的影響。目前,城鎮(zhèn)污水的主要處理方式依舊是傳統(tǒng)集中式或點(diǎn)式污水處理工藝,但我國廣大農(nóng)村地區(qū),由于欠缺經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)手段,缺乏公共的排水管網(wǎng),顯然無法照搬城鎮(zhèn)的污水處理系統(tǒng)。人工濕地污水處理系統(tǒng)因其建設(shè)費(fèi)用少,運(yùn)行成本低,操作簡(jiǎn)便,易于管理且具有生態(tài)效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),很適合作為一個(gè)最佳水污染控制的替代解決方案應(yīng)用于我國廣大農(nóng)村。作為一項(xiàng)生態(tài)技術(shù),人工濕地處理系統(tǒng)符合節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),對(duì)當(dāng)前我國正開展新農(nóng)村建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究設(shè)計(jì)一種將表流和潛流濕地組合為“表流型A一潛流型B”二級(jí)串聯(lián)的人工濕地系統(tǒng),采用植物群落模式,配置高吸附容量的復(fù)合填料,針對(duì)鄉(xiāng)村農(nóng)戶生活污水的特點(diǎn),使用污染物含量與農(nóng)村家庭生活污水類似的試驗(yàn)廢水,建立了規(guī)模為2t/d的中試試驗(yàn),考察了系統(tǒng)的處理效果。為了提高組合模式在冬季的除磷效果,試驗(yàn)選取了Ca(OH)2和FeSO_4作為輔助除磷試劑,考察了水溶液體系中兩者的除磷效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下:(1)構(gòu)建的農(nóng)戶污水處理系統(tǒng)對(duì)COD的處理效果十分顯著,平均去除率為82.71%,且抗沖擊能力強(qiáng),在冬季進(jìn)水COD含量明顯增高時(shí),出水也能保持穩(wěn)定,達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[GB 18918-2002]的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。(2)系統(tǒng)對(duì)TP的去除效果也令人滿意,平均去除率達(dá)到54.73%。季節(jié)變化對(duì)系統(tǒng)的總磷去除率有影響,夏秋兩季的去除率(59.04%)高于冬季去除率(45.02%),夏秋兩季的出水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[GB 18918-2002]的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),冬季能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。(3)TN的平均去除率為42.76%,NH_4~+-N的平均去除率為48.07%。相比于TP,氮素的去除受季節(jié)影響較小,在整個(gè)運(yùn)行過程中,TN的去除基本能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[GB 18918-2002]的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。(4)復(fù)合填料和濕地植物群落模式在凈化污水中作用顯著。系統(tǒng)各處理單元達(dá)到了去除COD、TN、TP和NH_4~+-N的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(5) Ca(OH)2和FeSO_4均具有較好的除磷效果,單獨(dú)使用時(shí)Ca(OH)2要優(yōu)于FeSO_4。Ca(OH)2和FeSO_4的添加順序和用量比例對(duì)除磷和穩(wěn)定溶液pH有顯著影響,先添加Ca(OH)2再施用FeSO_4的去磷效果最優(yōu)。當(dāng)Ca(OH)2與FeSO_4濃度比為200/200、300/300、200/300、300/400(mg/L)時(shí),不僅可極大地提高磷的去除率,還可以有效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)溶液的酸堿度至中性,從而保持人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本研究的意義:(1)建立了一個(gè)新的人工濕地模式,可以有效地處理分散式農(nóng)戶家庭廢水;(2)采用高吸附容量填料和濕地植物群落技術(shù)改善了處理工藝;(3)為使用Ca(OH)2和FeSO_4強(qiáng)化人工濕地除磷提供了新方案和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:人工濕地 農(nóng)戶模式 生活污水 COD 總氮 氨氮 總磷
【學(xué)位授予單位】:中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X703
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 我國農(nóng)村水污染現(xiàn)狀11-13
- 1.2 我國農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀13-15
- 1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展15-17
- 1.4 研究的目的及意義17-18
- 第二章 人工濕地技術(shù)概況18-29
- 2.1 人工濕地分類19-20
- 2.1.1 表流濕地19
- 2.1.2 潛流濕地19
- 2.1.3 垂直流濕地19-20
- 2.2 人工濕地的組成20-22
- 2.2.1 基質(zhì)20-21
- 2.2.2 植物21
- 2.2.3 微生物21-22
- 2.3 人工濕地去污機(jī)理22-25
- 2.3.1 有機(jī)污染物的去除22
- 2.3.2 氮的去除22-23
- 2.3.3 磷的去除23-24
- 2.3.4 重金屬的去除24-25
- 2.4 人工濕地工藝研究進(jìn)展25-29
- 2.4.1 國外研究進(jìn)展25-26
- 2.4.2 國內(nèi)研究進(jìn)展26-29
- 第三章 農(nóng)戶式組合人工濕地中試試驗(yàn)29-47
- 3.1 材料與方法29-38
- 3.1.1 組合人工濕地中試處理模式構(gòu)建29-34
- 3.1.2 基質(zhì)配置34-35
- 3.1.3 植物配置35-36
- 3.1.4 試驗(yàn)基地與試驗(yàn)廢水概況36-37
- 3.1.5 運(yùn)行與測(cè)試37-38
- 3.2 主要污染物的去除效果分析38-46
- 3.2.1 系統(tǒng)COD的去除38-40
- 3.2.2 系統(tǒng)TN和氨氮的去除40-43
- 3.2.3 系統(tǒng)TP的去除43-46
- 3.3 小結(jié)46-47
- 第四章 Ca(OH)_2和FeSO_4的除磷效應(yīng)研究47-53
- 4.1 材料與方法47-49
- 4.1.1 試驗(yàn)原理47
- 4.1.2 試驗(yàn)試劑與測(cè)定方法47-48
- 4.1.3 試驗(yàn)方法48-49
- 4.2 結(jié)果與討論49-52
- 4.2.1 試劑添加量對(duì)磷去除的影響49-50
- 4.2.2 溫度對(duì)磷去除的影響50-51
- 4.2.3 溶液體系pH值的變化51
- 4.2.4 Ca(OH)_2—FeSO_4聯(lián)合作用的除磷效果51-52
- 4.3 小結(jié)52-53
- 第五章 總結(jié)與展望53-56
- 5.1 結(jié)論53-54
- 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)54
- 5.3 研究展望54-56
- 參考文獻(xiàn)56-67
- 附錄 攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果67-68
- 致謝68
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5 褚s
本文編號(hào):443994
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