【摘要】：目前,污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥的處理與處置已成為業(yè)內(nèi)急待解決的問題。為了有效解決這一難題,本文開展了蘆葦床對(duì)污泥的穩(wěn)定效能與作用機(jī)理的研究,旨在揭示污泥穩(wěn)定化進(jìn)程中污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。試驗(yàn)在3個(gè)污泥干化床中進(jìn)行。I床為傳統(tǒng)污泥干化床,未種植植物以作為對(duì)照床；Ⅱ床和Ⅲ床為蘆葦床,種植濕地植物蘆葦。Ⅰ床和Ⅱ床設(shè)置通風(fēng)結(jié)構(gòu),通過穿孔管與大氣相連通。試驗(yàn)共進(jìn)行了3年,前兩年為污泥負(fù)荷期,第三年為自然穩(wěn)定期。兩年期間進(jìn)泥總厚度為8.4 m,污泥負(fù)荷平均值為41.3kg(TSS)/(m2·a)。研究結(jié)果表明,污泥干化蘆葦床去除污泥滲濾液COD較傳統(tǒng)干化床更有效；三個(gè)床體中都發(fā)生了脫氮作用,其中Ⅲ床獲得了最高的全氮去除率30.38%；蘆葦床對(duì)污泥中有機(jī)質(zhì)、氮和磷的去除效果優(yōu)于傳統(tǒng)干化床；通氣有利于污泥中有機(jī)質(zhì)和氮素的轉(zhuǎn)化和去除；污泥干化床和蘆葦床中污泥PAHs含量隨著污泥穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)呈明顯下降趨勢(shì)。干化床表層、中層和底層污泥的總PAHs含量分別為4.161、3.543和3.118mg/kg(DW),對(duì)應(yīng)的去除率分別為6.91%、37.77%和45.23%；蘆葦床表層、中層和底層污泥的總PAHs含量分別為2.722、1.648和1.218mg/kg(DW),相應(yīng)的去除率分別為52.18%、71.05%和78.60%；與傳統(tǒng)的干化床比較,蘆葦床對(duì)污泥中PAHs的去除效率平均高出29.86個(gè)百分點(diǎn),去除的PAHs中以2-3環(huán)芳烴為主。與此同時(shí),受試蘆葦對(duì)污泥中的PAHs產(chǎn)生了明顯的富集作用,試驗(yàn)運(yùn)行到第二年的9月、10月和11月時(shí),取污泥干化蘆葦床中的蘆葦樣品進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)蘆葦?shù)母�、莖、葉內(nèi)PAHs含量呈逐月升高趨勢(shì)；運(yùn)行至第三年11月時(shí),蘆葦?shù)母�、莖、葉中所含PAHs的總量分別為7.642、7.713、7.946 mg/kg(DW),相對(duì)原生蘆葦?shù)腜AHs含量分別提高了8.50、3.52和3.08倍,且以低環(huán)PAHs為主。蘆葦中PAHs的含量與植物含脂率具有顯著的正相關(guān)關(guān)系。污泥干化蘆葦床對(duì)有機(jī)物的去除途徑分類如下：難溶性有機(jī)物可通過過濾、沉降和植物攔截作用去除,被截留的難溶性有機(jī)物會(huì)被微生物加以利用；可溶性有機(jī)物則通過基質(zhì)的吸附作用和植物的吸收以及微生物的新陳代謝過程被去除。當(dāng)有機(jī)物不足以提供微生物維持生命所需能量時(shí),微生物通過內(nèi)源消化進(jìn)行代謝活動(dòng),并進(jìn)而降低污泥的有機(jī)質(zhì)含量。蘆葦對(duì)污泥中PAHs的循環(huán)發(fā)揮了重要作用。PAHs可以被蘆葦通過根系從土壤中吸收,然后再向莖、葉轉(zhuǎn)移。在此過程中污泥中的脂溶性PAHs會(huì)更多地釋放出來,即PAHs的可提供性升高,為PAHs的降解轉(zhuǎn)化提供了條件。污泥干化蘆葦床生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全磷的去除作用有過濾、填料吸附、植物吸收、沉淀、物理化學(xué)作用及微生物去除作用。其中主要的去除途徑是吸附和沉淀。蘆葦床對(duì)氮素的去除作用包括揮發(fā)、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、植物的吸收以及基質(zhì)吸附等。本論文的研究結(jié)果證明了蘆葦床技術(shù)對(duì)污泥穩(wěn)定的有效性,為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

－？■逡逑—ＩＩ＂逡逑圖１．１污泥干化蘆冿床系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｒｅｅｄ邋ｂｅｄ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｕｓｅｄ邋ｆｏｒ邋ｄｒｙｉｎｇ邋ｓｌｕｄｇｅ逡逑另外，在間歇期間，積存泥表面形成的一層干化膜會(huì)因植物的生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)而開裂，圖逡逑１．２所示的長(zhǎng)春第３污水處理廠污泥生態(tài)穩(wěn)定化試驗(yàn)情況就是其中的１個(gè)典型例子。通逡逑常植物生長(zhǎng)所導(dǎo)致的污泥層表面破裂，會(huì)減少較大裂縫的數(shù)量，增加中小裂縫的數(shù)量。逡逑污泥層的破裂加快了水分的蒸發(fā)和氧的轉(zhuǎn)移。這樣促進(jìn)了污泥床層有更為均勻的孔隙，逡逑并且有利于底層污泥的礦化。通過植物將氧氣從大氣傳輸?shù)礁�，再加上在污泥層的很逡逑多區(qū)域，氧氣通過表層污泥的裂縫為填料層創(chuàng)造了好氧條件，能夠促進(jìn)好氧微生物生長(zhǎng)，逡逑最終可Ｗ提高污泥礦化的效率Ｐ９１。逡逑正常運(yùn)行期間，蘆幸床中的污泥層高度增長(zhǎng)速度是相對(duì)穩(wěn)定的。當(dāng)污泥層厚度接近逡逑１０逡逑

邋蘆幸床ＩＩ邋蘆韋床ＩＩＩ逡逑圖２．３第２年６月份蘆幸生長(zhǎng)情況逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｒｅｅｄ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｉｎ邋Ｊｕｎｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｙｅａｒ逡逑姦圓W逡逑污泥床Ｉ邋蘆冿床ＩＩ邋蘆冿床ＩＩＩ逡逑圖２．４第２年１０月份蘆蘋生長(zhǎng)情況逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｒｅｅｄ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｉｎ邋Ｏｃｔｏｂｅｒ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｙｅａｒ逡逑２０逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2659524