發(fā)布時(shí)間：2020-07-12 03:32

【摘要】： 作為一種低耗污水生態(tài)處理系統(tǒng),構(gòu)筑濕地(Constructed Wetland, CW)在小水量、分散的生活污水處理及回用領(lǐng)域正得到高度關(guān)注。但CW技術(shù)存在占地面積大、氮磷去處率低等不足,一定程度上限制了其在生活污水深度處理中的應(yīng)用,需要嚴(yán)格的預(yù)處理工藝作為長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的保障。研究開(kāi)發(fā)低能耗、可設(shè)備化的預(yù)處理工藝,將其與CW技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)耦合,是污水生態(tài)處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)和前沿。隨著高速厭氧技術(shù)的發(fā)展,厭氧工藝處理低濃度生活污水(COD＜1000mg·L-1)在理論和實(shí)踐上成為可能,為構(gòu)建“短流程、低能耗和高效率”的污水生態(tài)處理技術(shù)提供了理論依據(jù)�；诖�,本研究首次將厭氧預(yù)處理工藝與構(gòu)筑濕地系統(tǒng)相耦合(double Upflow Anaerobic Sludge Blanket and Anaerobic Filter Coupled with Constructed Wetland, dUBF-CW),建立了一種全新的分散污水深度處理工藝。具體內(nèi)容包括： 首先,設(shè)計(jì)了一種可調(diào)控污泥回流的兩段復(fù)合厭氧反應(yīng)器(dUBF),作為污水生態(tài)處理工藝的預(yù)處理裝置。本反應(yīng)器首次將兩段厭氧技術(shù)與UBF復(fù)合厭氧工藝相結(jié)合,并在EGSB連續(xù)污水回流工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),設(shè)計(jì)了可控的間斷污泥回流工藝,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫條件下(＜20℃)對(duì)生活污水的“短時(shí)厭氧”處理。實(shí)驗(yàn)表明：在合理控制污泥回流的條件下,dUBF可以在較低溫度時(shí)實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng),其中,當(dāng)產(chǎn)酸段和產(chǎn)甲烷段污泥回流時(shí)間分別控制為間歇2h運(yùn)行5s、間歇1h運(yùn)行10s,及總HRT為4h時(shí),dUBF對(duì)COD、SS的去除率分別達(dá)到60%、80%以上。 其次,設(shè)計(jì)了水平潛流構(gòu)筑濕地(Subsurface Flow Constructed Wetland, SSCW)和復(fù)合垂直流構(gòu)筑濕地(Integrate Vertical Flow Constructed Wetland, IVCW)兩組模擬系統(tǒng),其特點(diǎn)是：每組系統(tǒng)的基質(zhì)配置、運(yùn)行參數(shù)相互獨(dú)立。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩組濕地對(duì)COD、NH4+-N的去除達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；TP的去除也達(dá)到了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。IVCW由于特殊布水方式,輸氧條件較好,對(duì)各類污染物的去除效果均好于SSCW。 接著,采用工業(yè)副產(chǎn)物——水淬渣作為濕地基質(zhì),研究了其強(qiáng)化除磷作用,并從宏觀角度分析了CW不同基質(zhì)層磷素變化規(guī)律。研究表明：水淬渣對(duì)磷有較高的吸附效果,經(jīng)Langmuir吸附方程分析,其最大磷素吸附量為3333mg·kg-1,低于鋼渣的12500mg·kg-1,高于砂子的270mg·kg-1;基質(zhì)飽和吸附后,水淬渣中磷素解吸率為0.68%,而砂子和鋼渣分別為7.59%和2.15%。雖然水淬渣對(duì)磷的吸附效果不如鋼渣,但是其水溶液呈中性,對(duì)植物生長(zhǎng)沒(méi)有明顯副作用(遠(yuǎn)好于鋼渣),所以水淬渣可以作為濕地高效除磷基質(zhì)。水淬渣除磷的主要機(jī)制是：Ca、Al氧化物對(duì)污水中磷素的吸附點(diǎn)位活躍,化學(xué)吸附-物理沉淀是磷素去除的主要原因。 進(jìn)而,研究了CW強(qiáng)化脫氮方法,并探討了生物強(qiáng)化脫氮機(jī)理。研究表明：在濕地表層基質(zhì)中,添加硝化菌活性強(qiáng)的生物基質(zhì),可明顯縮短濕地系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間,使其脫氮效率得到迅速提高,與對(duì)照(未添加生物基質(zhì))相比,氨氮去除率可提高17%以上；隨著濕地運(yùn)行趨于穩(wěn)定,濕地系統(tǒng)內(nèi)的微生物結(jié)構(gòu)逐漸成熟,此時(shí)可不必添加生物基質(zhì),系統(tǒng)的脫氮效果也可以得到充分保障。 最后,將dUBF與CW進(jìn)行系統(tǒng)耦合,提出了一種全新的分散污水“短流程、低能耗、高效率"的深度處理工藝。通過(guò)連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)工藝進(jìn)行了整體優(yōu)化。結(jié)果表明：耦合工藝的優(yōu)化參數(shù)為dUBF段HRT=4h, CW段HRT=1d。耦合工藝出水的COD、SS均滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；TP滿足二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于NH4+-N,后續(xù)處理為IVCW單元可以滿足一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),后續(xù)處理為SSCW單元可以滿足二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
【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】：2008
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 牛曉君;我國(guó)人工濕地植物系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J];四川環(huán)境;2005年05期

2 王松林;蘇雅玲;何義亮;張三林;;低動(dòng)力生活污水處理系統(tǒng)的中試研究[J];水處理技術(shù);2005年11期

3 徐麗花,周琪;不同填料人工濕地處理系統(tǒng)的凈化能力研究[J];上海環(huán)境科學(xué);2002年10期

4 劉劍彤,丘昌強(qiáng),陳珠金,肖邦定,黃毅,肖資蘭;復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)工程中高效去除磷、氮植被植物的篩選研究[J];水生生物學(xué)報(bào);1998年01期

5 吳振斌,陳輝蓉,賀鋒,成水平,付貴萍,金建明,邱東茹,任明迅;人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水磷的凈化效果[J];水生生物學(xué)報(bào);2001年01期

6 蔣躍平,葛瀅,岳春雷,常杰;人工濕地植物對(duì)觀賞水中氮磷去除的貢獻(xiàn)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2004年08期

7 白軍紅,歐陽(yáng)華,鄧偉,王慶改;濕地氮素傳輸過(guò)程研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2005年02期

8 盧少勇;金相燦;余剛;;人工濕地的氮去除機(jī)理[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2006年08期

9 李曉東;孫鐵珩;李海波;王洪;;人工濕地除磷研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2007年03期

10 朱清海,曲向榮,李秀珍;葦田養(yǎng)分生物循環(huán)的研究[J];生態(tài)學(xué)雜志;2000年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 周巧紅;復(fù)合垂直流構(gòu)建濕地微生物類群多樣性及其活性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（水生生物研究所）;2005年

2 雒維國(guó);潛流型人工濕地對(duì)氮污染物的去除效果研究[D];東南大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃娟;人工濕地的運(yùn)行調(diào)控及氮轉(zhuǎn)移規(guī)律研究[D];東南大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2751359