【摘要】：我國村鎮(zhèn)經(jīng)濟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，開發(fā)低投資、低成本、高效、維護簡單的工藝是村鎮(zhèn)污水治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。課題組采用靜態(tài)試驗、野外自然生態(tài)凈化試驗和工業(yè)化生物強化試驗，在超深厭氧塘區(qū)厭氧消化、固定化生物載體強化、人工浮島吸收吸附以及懸浮式移動曝氣系統(tǒng)多級A/O的基礎(chǔ)上，開發(fā)懸浮式移動曝氣綜合塘強化生態(tài)技術(shù)（簡稱SMAIP系統(tǒng)），并對其性能及機理進行研究。 研究表明：SMAIP系統(tǒng)培養(yǎng)過程簡單、啟動快。懸浮式移動曝氣采用微孔膜式移動曝氣，充氧性能優(yōu)于機械移動式表面曝氣，溶解氧可方便控制。懸浮式移動曝氣用于生態(tài)塘強化試驗，污染物COD_(Cr)、氨氮、TP凈化效率分別為81%、80%和55%以上。比對照樣凈化效率分別提高37.5%、30%、12.5%。源水TN濃度過高，C/N值低，系統(tǒng)對TN凈化效率影響不明顯。固定化生物載體提供較大的生物接觸表面積和更強的表面吸附性，提供更多的硝化菌、反硝化細菌數(shù)量，提高脫氮效率；并通過載體的過濾、吸附與沉淀強化除磷。固定化生物載體用作生態(tài)塘強化手段對COD_(Cr)、氨氮、TN、TP平均凈化效率分別達87.69%、72.65%、41%、83.98%，比對照樣分別提高22.15%、15.33%、8.65%、34.41%。人工浮島水生植物凈化能力與生長特征表現(xiàn)一致。試驗浮島水生植物中千屈菜生長快，水生黃鳶尾莖葉繁茂。根系泌氧能力：水生黃鳶尾千屈菜。經(jīng)4d穩(wěn)定運行后，水生黃鳶尾、千屈菜浮島對COD_(Cr)、氨氮、TN和TP平均凈化效率分別達50%、50%、15%和70%以上。 針對不同氣候條件，SMAIP系統(tǒng)分別采用無動力自然生態(tài)凈化模式和工業(yè)化生物強化模式。無動力模式SMAIP系統(tǒng)對COD_(Cr)、氨氮、TN和TP的平均凈化效率為60.89%、31.20%、19.7%和21%。凈化效率與水溫相關(guān)系數(shù)R2分別為0.6928、0.8544、0.6796和0.8519，相關(guān)性顯著；與HRT相關(guān)系數(shù)R2分別為0.8975、0.8558、0.5372和0.9023，除TN外呈顯著性相關(guān)，用完全混合CSTR模型COD一級反應動力學模型描述SMAIP系統(tǒng)的凈化過程，并用Arrhenius定律描述溫度對反應速率的關(guān)系，得出數(shù)學模型公式為：Ce=C0(1+1.38×1.23(T-20)×Tm)。實測值與模型計算值之間的相關(guān)系數(shù)為0.7814。工業(yè)化模式COD_(Cr)、氨氮、TN、TP平均凈化效率為90.28%、92.78%、60%、52.43%，冰凍期水溫維持在9~15℃，出水低于城鎮(zhèn)污水處理一級排放標準，凈化效率與水溫相關(guān)性不明顯，較低溫度下的除磷效果比較高溫度下反而高。工業(yè)化模式系統(tǒng)主要利用微生物對有機基質(zhì)的利用，采用Monod一級反應動力學模型來描述生化降解過程，得出數(shù)學模型公式為：S SOe. .TX。實測值與模型計算值之間的相關(guān)系數(shù)為0.9553。以1000人大型村莊為案例，SMAIP系統(tǒng)投資約15萬元，占地600m2，運行費用0.662萬元/年，裝機1.5KW。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【圖文】：

用的地區(qū)涵蓋了熱帶、亞熱帶、溫帶與亞寒帶的廣大地域。如美國的寒冷地區(qū)阿拉斯加州，地處高緯度的瑞典、加拿大等也大量采用穩(wěn)定塘處理城市污水。目前全世界已有近50個國家上萬座塘系統(tǒng)在運行。其凈化機理如圖1-1所示。穩(wěn)定塘具有一系列較為顯著的優(yōu)缺點。優(yōu)點主要表現(xiàn)在：（1）能夠充分利用地形，工程簡單，基建投資��；（2）能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化，使污水處理與利用相結(jié)合；（3）污水處理能耗少，維護

中國地質(zhì)大學（北京）博士論文塑料薄膜網(wǎng)格中，根系穿過網(wǎng)眼生長至 10L 玻璃容器生活污水中，使水面沒過網(wǎng)格的底部，臨窗培養(yǎng)，盡可能保持各處理采光和通風條件的一致。試驗前，用雙層報紙包好燒杯側(cè)壁，以模擬根區(qū)的弱光條件，防止由于陽光照射使藻類過量繁殖而影響氮磷等指標的測定。根據(jù)不同植物對水分吸收數(shù)量及蒸騰作用強度的不同，定期向盆栽中補充自來水并做記錄，以確定水樣體積的變化并防止水分減少過快而影響植物的正常生長。植物根系懸浮于污水中，構(gòu)成靜態(tài)人工浮島處理生活污水的模擬裝置如圖 2-1 所示。另外設(shè)一個等量污水的不放置任何植物的空白作為對照樣。

中國地質(zhì)大學（北京）博士論文在水面以下 0.4m 處的收集管收集，重力流排出系統(tǒng)。好氧塘內(nèi)設(shè)懸浮式移動曝氣鏈 12 套（3 條曝氣鏈，鏈間距 1.5m，每條鏈上放置 4 個曝氣頭，間距 1m）。熟化塘內(nèi)種植人工浮島，塘內(nèi)放置水生動物。綜合塘體東西向依次為厭氧塘、曝氣塘、沉淀塘區(qū)與熟化塘區(qū)四部分，以穿孔浮動隔墻分隔。浮床面積為 50m2，浮床覆蓋率為 90%。進水量為 2m3/h，曝氣總量約為 6m3/h，曝氣時不會擾動下層底泥�，F(xiàn)場如圖 2-2 所示。懸浮式曝氣系統(tǒng)由浮筒、曝氣頭、支管與配重等組成；懸浮式曝氣頭在水中的深度為距離池底 300mm 與固定化生物載體的懸掛深度相同，用空壓機進行間歇曝氣。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝良林;黃翔峰;劉佳;陸麗君;關(guān)煒;;北方地區(qū)農(nóng)村污水治理技術(shù)評述[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年19期

2 張敏;梅凱;張睿;羌金鳳;孫國亮;;組合植物型人工浮島連續(xù)凈化生活污水研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年09期

3 翟鴻飛;鄒仲勛;杜華明;;內(nèi)置滲透墻型生態(tài)塘處理農(nóng)村生活污水的研究[J];環(huán)境科學與管理;2009年01期

4 楊林林;王成志;楊勝敏;;北京地區(qū)農(nóng)村污水處理系統(tǒng)研究[J];北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學院學報;2010年04期

5 周毅,楊開,楊德勇;污水生物處理過程中的同步硝化反硝化研究概況[J];環(huán)境科學與技術(shù);2001年06期

6 楊麒,李小明,曾光明,謝珊,劉精今;同步硝化反硝化的形成機理及影響因素[J];環(huán)境科學與技術(shù);2004年03期

7 尹建鋒;文科軍;吳麗萍;;綠化帶下的生態(tài)復合塘污水處理工藝設(shè)計[J];環(huán)境科學與技術(shù);2010年09期

8 王國祥,成小英,濮培民;湖泊藻型富營養(yǎng)化控制——技術(shù)、理論及應用[J];湖泊科學;2002年03期

9 韓瀟源;宋志文;李培英;;高效凈化氮磷污水的濕地水生植物篩選與組合[J];湖泊科學;2008年06期

10 王俊華;陳俊敏;付永勝;楊天佑;;四川省重點流域農(nóng)村生活污水排放現(xiàn)狀調(diào)查[J];廣東農(nóng)業(yè)科學;2010年05期

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1 唐光臨;焦化廢水亞硝化反硝化生物脫氮的研究[D];重慶大學;2002年

2 何少林;高效藻類塘處理農(nóng)村生活污水氮磷去除機理及工藝研究[D];同濟大學;2006年

3 胡綿好;水生經(jīng)濟植物浮床技術(shù)改善富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的研究[D];上海交通大學;2008年

4 馮華軍;分散式生活污水處理工藝開發(fā)及機理研究[D];浙江大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 朱雅蘭;污水生物脫氮除磷處理工藝的研究[D];華中師范大學;2002年

2 王韜;MSBR脫氮除磷特性及影響因素研究[D];西安建筑科技大學;2004年

3 陳玲芳;氧化塘處理高含鹽采油廢水的數(shù)學模型研究[D];四川大學;2004年

本文編號：2790989