【摘要】：近年來,城鎮(zhèn)生活污水大都進入了城鎮(zhèn)生活污水處理廠。但是在廣大的農(nóng)村地區(qū),由于地形地勢條件復雜、經(jīng)濟發(fā)展滯后、居住分散、污水收集困難等一系列原因,導致與之配套的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施不健全,甚至是處于空白地帶。倘若農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理便直接排放,就會引發(fā)嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,因而解決農(nóng)村生活污水直排問題是一個迫切的現(xiàn)實需要。但是,當前相對成熟的污水處理技術(shù)卻不能完全適用于多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的現(xiàn)實狀況。本文基于農(nóng)村生活污水單日排放量較小、污染負荷較低以及早中晚間歇性排放等特點,設(shè)計了ABR-復合型人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水。首先,通過對無煙煤、煤渣、生物陶粒、砂巖及頁巖磚渣五種基質(zhì)填料進行吸附除磷性能研究,以掌握影響基質(zhì)發(fā)揮吸附效能的控制性因素及其相關(guān)參數(shù)。其次,構(gòu)建厭氧折流板反應器(ABR)及頁巖磚渣(YYZZ)、火山巖(HSY)、生物陶粒(SWTL)與無煙煤(WYM)等四類垂直流人工濕地,然后,通過調(diào)節(jié)低、中、高三種進水污染物負荷以及控制污染物的水力停留時間(HRT)來研究各級污水處理單元在掛膜期、運行期對于農(nóng)村生活污水的處理效能。最后,搭建表面流人工濕地(SFW)與潛流人工濕地(SSFW)作為農(nóng)村生活污水的二級處理單元,對污水再次進行深度脫氮除磷處理。其具體實驗結(jié)果如下:(1)通過等溫吸附擬合發(fā)現(xiàn),Langmuir等溫吸附方程適合描述煤渣及生物陶粒,而Freundlich等溫吸附方程適合描述無煙煤、砂巖及頁巖磚渣。五種基質(zhì)中煤渣的理論飽和吸附量(Qm)最大,為1212.34 mg/kg,其次是砂巖、無煙煤與頁巖磚渣,而生物陶粒的理論飽和吸附量相對較小,為405 mg/kg。溶液初始濃度、基質(zhì)粒級與用量、溶液酸堿度、有機物類型及其濃度和無機陰離子等控制因素均會影響基質(zhì)對于污水中氮磷元素的吸附去除效果。五種基質(zhì)所吸附磷素量隨著溶液初始濃度遞增而逐漸增大;其中1 mm粒級的煤渣、生物陶粒頁巖磚渣及5 mm粒級的無煙煤與砂巖吸附磷效果最好;當生物陶粒、頁巖磚渣煤渣、無煙煤及砂巖的固液比為4 g/50 ml時,其吸磷效率明顯提高,分別達到96%、95.6%、95.2%、57%與51%的水平,而繼續(xù)提高固液比,相應吸磷率則沒有明顯變化;溶液pH在5~10范圍遞增時,對生物陶粒、砂巖及頁巖磚渣的吸附除磷無顯著影響,卻明顯抑制了無煙煤與煤渣的吸附性能;葡萄糖、腐殖酸、草酸及檸檬酸等有機質(zhì)抑制了基質(zhì)吸附除磷,且隨著有機質(zhì)濃度遞增,其抑制效果愈加明顯,但是葡萄糖、草酸及檸檬酸濃度的遞增卻促進了砂巖基質(zhì)吸附磷量,凈增量達到120mg/kg;NO3-及SO42-等無機陰離子對無煙煤、煤渣及砂巖吸附除磷性能有一定影響,但Cl-、HCO3-及混合陰離子對五種基質(zhì)的吸磷率則無明顯影響。(2)掛膜階段ABR進水中COD、TN、NH4+-N、TP分別在137~298 mg/L、12.3~33.5 mg/L、7.3~11.8 mg/L與3.8~14 mg/L的范圍內(nèi)遞增,到第15~20 d時掛膜成功,即使高負荷進水,其去除率也分別穩(wěn)定在36%、10%、24%、18%;而四類垂直流人工濕地進水中COD、TN、NH4+-N、TP分別在71~180 mg/L、8~30.5 mg/L、6~16 mg/L、4.2~7.8 mg/L的范圍,到掛膜后期,SWTL與HSY對COD的去除率較好,達到80%以上,而WYM對于TN與NH4+-N的去除率則相對較低,在40%~50%范圍,YYZZ則對TP的去除率介于其間,在65%上下。調(diào)控研究階段,控制污水在ABR內(nèi)的HRT為8、12、24 h及進水中污染物負荷(低、中、高),發(fā)現(xiàn)HRT為12h與24h時,其出水中COD、TN、TP的去除率分別為36%、11%、19%與45%、10%、20%,而出水中NH4+-N含量沒有減少反而增加,其增加率分別為9.5%與8.6%;另外,隨著進水中污染物負荷遞增其出水中COD、TN、TP的去除率有所下降,最后其平均去除率分別穩(wěn)定在30%、11%、19%,而NH4+-N含量增加率在13.2%~22%的范圍。YYZZ、HSY、SWTL及WYM四類垂直流人工濕地隨著進水中污染物負荷提高,相應的污染物去除率有所下降。而即使高污染然負荷下,四類濕地系統(tǒng)對COD、TN、NH4+-N、TP的最低去除率也達到57%、34%、75%、40%,而NO3--N的含量明顯增加,增長率高達480%。(3)掛膜階段表面流人工濕地與潛流人工濕地兩級系統(tǒng)進水中COD、TN、NH4+-N、NO3--N及TP的含量分別處于98~196 mg/L、8.7~31.7 mg/L、4.8~15.7mg/L、0.5~4.8 mg/L與2.9~5.6 mg/L的區(qū)間。而掛膜后期其出水中污染物所對應的去除率有所下降,但是相應的去除率比較穩(wěn)定,波幅較小分別保持在85%、65%、90%、92%及75%上下。調(diào)控研究階段控制污水在濕地內(nèi)的HRT為4、8、12h時,而當HRT為8 h時,兩級人工濕地系統(tǒng)對于COD、TN、NH4+-N、NO3--N及TP的綜合平均去除率分別為87%、98%、68%、98%與92%。另外,進水中COD、TN、NH4+-N及TP的含量在225~445 mg/L、24~37 mg/L、8.3~16.2 mg/L與4~8.9 mg/L范圍時,其污染物去除率仍保持在80%、55%、81%與75%的水平;同時,NO3--N的去除率保持在60%以上,說明硝酸鹽發(fā)生反硝化作用脫氮效果明顯,其出水水質(zhì)能夠達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標。
【圖文】：

第 2 章 引言2.3 技術(shù)路線ABR-復合型人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水的研究基礎(chǔ)資料查閱、收集、整理及歸納制定實驗設(shè)計ABR-垂直流人工濕地處理農(nóng)村生活污水基質(zhì)吸附除磷性能研究組合人工濕地處理農(nóng)村生活污水3#4#6#5#表面流人工

圖 3-1ABR-垂直流人工濕地組合工藝構(gòu)建Fig3-1 The integrated process of theABR-Vertical Flow Constructed Wetland3.5.1 厭氧折流板反應器掛膜采用活性污泥浸泡法使空心塑料浮球掛膜，采集適量污水處理廠沉淀池的活性污泥在200L的塑料箱中厭氧培養(yǎng)一段時間后，將體積約為100L的塑料浮球浸泡在該活性污泥之中繼續(xù)培養(yǎng)24h，使塑料浮球內(nèi)的火山巖表面（或塑料條）及內(nèi)部空隙之間形成一層漣漪，且塑料球體表面整體呈現(xiàn)淺黃色。之后將塑料浮球置于厭氧反應器內(nèi)不同格室，加入活性污泥繼續(xù)培養(yǎng)24h，從而使ABR反應器完成預掛膜過程。最后在試驗運行前期階段（第1～20d），以一定濃度的生活污水通過反應器，，促使反應器內(nèi)折流板、塑料浮球及不同格室形成相應的微生物膜及優(yōu)勢菌群，并最終完成掛膜。3.5.2 垂直流人工濕地掛膜選取直徑0.3 m，高1.15 m有機玻璃柱作為本次試驗的垂直流人工濕地，柱體封底，但是底板上開孔直徑為0. 5 mm，每個小孔之間的間距為1 cm。首先在玻璃
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X799.3

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 封雪;張政;王乾城;侯貴保;;礦石黏土類物質(zhì)、鐵鋯化合物對磷吸附影響因素研究進展[J];長江科學院院報;2017年03期

2 李曼;華國芬;姬雨雨;;垂直流人工濕地堵塞和輪休過程中水流變化規(guī)律[J];水處理技術(shù);2017年01期

3 夏艷陽;崔理華;黃小龍;;污水碳源對復合垂直流-水平流人工濕地脫氮效果的影響[J];環(huán)境工程學報;2017年01期

4 鄭懷禮;葛亞玲;壽倩影;趙純;翟俊;張正安;姜嘉賢;;改性鋼渣的制備及其吸附除磷性能[J];土木建筑與環(huán)境工程;2016年06期

5 謝發(fā)之;李海斌;李國蓮;汪雪春;圣丹丹;胡婷婷;謝志勇;;陶粒處理含磷污水的研究進展[J];環(huán)境污染與防治;2016年10期

6 王衛(wèi)東;郝瑞霞;張曉嫻;萬京京;鐘麗燕;;高效磷吸附劑Mg/Al-LDO的制備及除磷機制[J];環(huán)境科學;2017年02期

7 吳鵬;陸爽君;徐樂中;梁奇奇;沈耀良;;改性沸石濕地脫氮除磷效能及機制[J];環(huán)境科學;2017年02期

8 程朝陽;趙詩惠;呂亮;吳鵬;沈耀良;;基于ABR-MBR組合工藝優(yōu)化反硝化除磷性能的研究[J];環(huán)境科學;2016年11期

9 齊丹;胡勁召;徐功娣;盧徐節(jié);;組合人工濕地系統(tǒng)對養(yǎng)殖廢水凈化效果的研究[J];江漢大學學報(自然科學版);2016年03期

10 陳倩倩;陳輝;郭瓊;王慧中;金仁村;;UASB組合工藝處理生活污水研究進展[J];杭州師范大學學報(自然科學版);2016年03期

相關(guān)會議論文 前2條

1 劉方平;王少華;廖偉;時紅;;復合垂直流人工濕地優(yōu)化運行及去污動力學模型研究[A];2016第八屆全國河湖治理與水生態(tài)文明發(fā)展論壇論文集[C];2016年

2 劉傳;劉欣慶;肖琦;;人工濕地系統(tǒng)基質(zhì)除磷的模擬試驗研究[A];中國環(huán)境科學學會2009年學術(shù)年會論文集（第二卷）[C];2009年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 張迎穎;潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的工藝研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2009年

2 趙桂瑜;人工濕地除磷基質(zhì)篩選及其吸附機理研究[D];同濟大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 劉哲;垂直流人工濕地處理生活污水性能研究[D];中國海洋大學;2015年

2 楊俊;不同級配基質(zhì)對人工濕地處理生活污水效果的影響研究[D];南昌大學;2015年

3 趙澤寧;不同基質(zhì)垂直流人工濕地對高污染河水磷的去除效果[D];西安建筑科技大學;2014年

4 何潔;人工濕地基質(zhì)無煙煤除磷吸附機理研究[D];武漢理工大學;2014年

5 彭戀;復合型人工濕地在不同季節(jié)對生活污水的處理及脫氮機理的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2013年

6 龔浩;ABR反應器處理生活污水的啟動及顆粒污泥特性研究[D];重慶大學;2013年

7 陳麗麗;人工濕地基質(zhì)脫氮除磷效果研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2012年

8 傅曉慧;復合式厭氧折流板反應器（HABR）處理含高濃度有機物和顆粒物廢水性能及污泥特性的研究[D];中國海洋大學;2012年

9 趙發(fā)敏;人工濕地填料基質(zhì)去除氨氮和磷最優(yōu)配比及影響因素研究[D];北京化工大學;2011年

10 張文娟;人工濕地除磷基質(zhì)研究及同步脫氮除磷填料的開發(fā)[D];西南大學;2011年

本文編號：2574527