中國是一個農(nóng)業(yè)大國,每年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水量達(dá)300億噸。而中國的村鎮(zhèn)污水年排放量超過100億噸。農(nóng)村生活污水性質(zhì)比較穩(wěn)定,基本不含重金屬和有毒物質(zhì),所含的氮磷等物質(zhì)對水環(huán)境是一種污染物而對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是必須的營養(yǎng)物質(zhì),是一種寶貴的資源。因此可以成為潛在的農(nóng)業(yè)灌溉水源。但是,生活污水直接回灌農(nóng)田存在著多種安全性問題,一是由于懸浮顆粒和有機(jī)物濃度過高,長期使用會造成土壤的板結(jié)和厭氧化,從而導(dǎo)致土壤退化和植物爛根等問題;二是直接回灌的污水中存在的病原微生物可能殘留在農(nóng)作物的表面,被人體食用或接觸后可能會對人體健康造成危害;三是,花卉、蔬菜等農(nóng)作物的施肥及灌溉期往往具有季節(jié)或時間差異,粗放式的污水回灌和缺乏安全保障措施將造成剩余污水直接進(jìn)入環(huán)境,從而給周邊環(huán)境帶來安全風(fēng)險。本研究構(gòu)建了一套農(nóng)村生活污水安全灌溉系統(tǒng),由農(nóng)村生活污水氮磷無機(jī)化反應(yīng)器(厭氧池+好氧生物濾池)和環(huán)境風(fēng)險控制單元(人工濕地)組成,并建立25m3/d的示范工程。農(nóng)村生活污水氮磷無機(jī)化反應(yīng)器,是通過改造常用的農(nóng)村污水處理工藝“厭氧池+好氧生物濾池”而得,通過運(yùn)行參數(shù)的調(diào)控,把該工藝以除磷脫氮達(dá)到一級B排放為目的,轉(zhuǎn)變?yōu)槌急Ａ妆５陌踩脼槟康?其中氮磷應(yīng)轉(zhuǎn)化為利于農(nóng)作物吸收的無機(jī)鹽形態(tài)。該系統(tǒng)的水質(zhì)目標(biāo)為確保灌溉水中COD、糞大腸桿菌群濃度達(dá)到國家《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)規(guī)定的可用于生食蔬菜灌溉的標(biāo)準(zhǔn)(COD≤60mg/L,糞大腸桿菌群10000個/L)�？紤]到因灌溉的季節(jié)和時間差異產(chǎn)生的剩余灌溉水中含有濃度較高的氮磷,直接排放到環(huán)境中會造成環(huán)境風(fēng)險,故增設(shè)人工濕地作為環(huán)境風(fēng)險控制單元,將剩余灌溉水中的COD、氨氮、TP、TN處理達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)后安全排放。依托示范工程,開展了近一年的實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果如下所述:(1)夏、秋季,農(nóng)村生活污水的進(jìn)水COD濃度范圍為115～229mg/L,TN濃度范圍為17.74～25.32mg/L,TP濃度范圍為1.42～2.43mg/L。在確保所制取的灌溉水中COD濃度≤60mg/L的前提下,以高的氮磷無機(jī)化率為選擇依據(jù),確定氮磷無機(jī)化反應(yīng)器的適宜運(yùn)行參數(shù)為厭氧池HRT=6h,好氧生物濾池HLR=4.8m3/(m2.d)。在此條件下,灌溉水中無機(jī)氮平均濃度分別為13.6mg/L和15.08mg/L,PO43--P平均濃度分別為1.41mg/L和1.25mg/L。(2)冬季,農(nóng)村生活污水的進(jìn)水COD濃度范圍為155～196mg/L,TN濃度范圍為19.66～25.32mg/L,TP濃度范圍為0.89～2.23mg/L。受低溫的影響,氮磷無機(jī)化反應(yīng)器的適宜運(yùn)行參數(shù)為,厭氧池HRT=6h,保持不變;好氧生物濾池降低為HLR=4.2m3/(m2·d)。在此條件下,灌溉水中無機(jī)氮平均濃度為14.85mg/L,PO43--P平均濃度為1.17mg/L,但是COD平均濃度60mg/L的達(dá)標(biāo)率為80%。為此采用了生物濾池出水部分回流到厭氧池的措施,在1:1回流的條件下,所制取的灌溉水中COD濃度范圍為31～49mg/L,達(dá)到了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)中用于生食蔬菜灌溉的水質(zhì)要求。(3)對所制取的灌溉水中pH、CODcr、BOD5、SS、全鹽量以及Cr、Cd、Pb、Cu等重金屬進(jìn)行了安全性評價。夏、秋季,灌溉水中pH、CODcr、BOD5、SS、全鹽量以及重金屬等指標(biāo)均符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)中可用于生食類蔬菜灌溉的要求。冬季,采用1:1回流后,灌溉水中pH、CODcr、BOD5、SS、全鹽量以及重金屬等指標(biāo)也能滿足安全灌溉要求,表明氮磷無機(jī)化反應(yīng)器出水用于農(nóng)田灌溉安全可行。(4)利用統(tǒng)計分析對不同季節(jié)制取的灌溉水進(jìn)行了公共安全性評價,確定了出水中糞大腸桿菌群濃度符合對數(shù)正態(tài)分布。以《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)中用于可生食蔬菜灌溉的糞大腸桿菌群濃度限值作為參考值,核算了出水中糞大腸桿菌群濃度符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的安全保障率為95.9%,具有非常高的公共衛(wèi)生安全性。(5)對不同季節(jié)剩余灌溉水的后續(xù)處理進(jìn)行了環(huán)境安全性評價。剩余灌溉水通過環(huán)境風(fēng)險控制單元處理后,所監(jiān)測的出水水質(zhì)項(xiàng)指標(biāo)中TN、NH4+-N和TP的年變化范圍分別為8.39～12.91mg/L、3.70～7.69mg/L和0.35～0.80mg/L均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級B標(biāo)準(zhǔn),其中TN指標(biāo)甚至達(dá)到了一級A標(biāo)準(zhǔn)。說明增設(shè)了環(huán)境風(fēng)險控制單元的農(nóng)村生活污水安全灌溉系統(tǒng)具有良好的環(huán)境安全性。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S273.5;X799.3
【部分圖文】：

圖１－１我國不同年份污水灌溉面積統(tǒng)計結(jié)果逡逑的污水灌溉與發(fā)達(dá)國家相比有著明顯的特殊性。首先，污水灌溉國、以色列、日本等國家的灌溉水基本上以處理達(dá)標(biāo)后的再生水害物質(zhì)含量較低，而我國由于污水處理設(shè)施數(shù)量少、技術(shù)水平足，正常運(yùn)行率低，管理不到位等問題導(dǎo)致污灌水中污染物超此類污水進(jìn)行灌溉，必然會危害農(nóng)田質(zhì)量［１７１。逡逑，隨著居民生活水平的不斷提高，人們開始逐漸意識到污水直作物、周邊環(huán)境甚至自身健康造成危害，開始注重灌溉水的安直接回灌通常存在著３類安全性問題，一是由于懸浮顆粒和有長期使用可能會造成土壤的厭氧化，甚至板結(jié)［１８］，從而導(dǎo)致土根等問題［１９，２（）］，可稱之為灌溉水的安全性。二是直接回灌的污水物可能殘留在農(nóng)作物的表面，被人體食用后可能會對人體健康之為公共衛(wèi)生的安全性。三是，花N<、蔬菜等農(nóng)作物的施肥及灌或時間差異，粗放式和缺乏安全保障措施的污水回灌將造成剩

第二章實(shí)驗(yàn)裝置與研究方法逡逑２．１試驗(yàn)工藝流程逡逑試驗(yàn)工藝流程如圖２－１所示。社區(qū)生活污水通過管網(wǎng)收集進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后逡逑進(jìn)入?yún)捬醭兀瑓捬醭貎?nèi)懸掛組合填料截留污泥，通過控制水力停留時間，使得厭逡逑氧池內(nèi)的反應(yīng)控制在水解、酸化階段，然后由提升泵提升到好氧生物濾池頂部，逡逑好氧生物濾池采用上部進(jìn)水，底部出水的下向流運(yùn)行方式，在池內(nèi)充填陶粒填料，逡逑通過調(diào)整水力負(fù)荷、降低濾池高度，使其中的生化反應(yīng)盡量停留在碳化和氨化階逡逑段。好氧生物濾池出水進(jìn)入灌溉管網(wǎng)，供作農(nóng)戶進(jìn)行農(nóng)田灌溉，灌溉剩余尾水最逡逑終進(jìn)入環(huán)境風(fēng)險控制單元（０－Ａ－０新型人工濕地）。Ｏ－Ａ－Ｏ新型人工濕地在普通逡逑的水耕蔬菜型人工濕地中添加基質(zhì)，并通過覆膜與否把濕地分成好氧、厭氧、好逡逑氧三段以強(qiáng)化反硝化脫氮能力和除磷能力，以消除環(huán)境風(fēng)險，避免造成二次污染。逡逑考慮到花卉、蔬菜等農(nóng)作物的施肥及灌溉期往往具有季節(jié)或時間差異

？邋１邋■邋￥：＇－逡逑■邋Ｈ逡逑圖２－４氮磷無機(jī)化反應(yīng)器現(xiàn)場圖邐圖２－５環(huán)境風(fēng)險控制單元現(xiàn)場圖逡逑２．３試驗(yàn)材料逡逑２．３．１試驗(yàn)用水水質(zhì)逡逑農(nóng)村的給水系統(tǒng)和衛(wèi)生條件等是影響我國村鎮(zhèn)居民的生活污水排放量的最逡逑顯著因素。此外，村民生活習(xí)慣、節(jié)氣等因素也會直接影響村民生活污水排放的逡逑水量和水質(zhì)［７（）］。試驗(yàn)用水來自安徽省馬鞍山市鄭蒲港新區(qū)姥長中心村居民生活逡逑污水。試驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)情況見下表２－１。逡逑表２－１試驗(yàn)用水水質(zhì)逡逑＂序號邐水質(zhì)指標(biāo)邐變化范圍邐平均值逡逑１邐ＣＯＤｃｒ邐（ｍｇ／Ｌ）邐９２－４５６邐２０７．６逡逑２邐ＢＯＤ５邐（ｍｇ／

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2818011