本文關(guān)鍵詞：富營養(yǎng)化緩流水體生物膜工藝原位修復效能與強化措施

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【摘要】：富營養(yǎng)化緩流水體是指流動緩慢且出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象的河流或湖泊等水體,具有自凈能力差、復氧動力不足、自凈化困難等特征。浮島技術(shù)是一種水體原位修復技術(shù),因其具有應(yīng)用靈活,造型美觀等優(yōu)點而得到較為迅速的發(fā)展,被廣泛的應(yīng)用于各類水體的修復及造景中。但傳統(tǒng)植物浮島因植物具有明顯的生長周期而產(chǎn)生不易管理,凈化效果隨季節(jié)波動明顯等缺點。針對該問題,開發(fā)了一種不依賴植物的新型浮島,該浮島采用生物膜原位修復工藝,結(jié)合填料吸附攔截,生物膜凈化,強化曝氣等技術(shù),以期提高目標污染物的去除效率。針對該工藝,本文主要研究了以下內(nèi)容：不同功能區(qū)組合填料的設(shè)計優(yōu)化；主要工藝運行參數(shù)研究；裝置的設(shè)計與現(xiàn)場運行效果監(jiān)測等。好氧區(qū)填料研究首先進行了有機填料的優(yōu)化。在所篩選對比的空心球、K3填料、鮑爾環(huán)三種有機填料中,空心球具有較好的掛膜能力和富營養(yǎng)化水質(zhì)的凈化能力,且經(jīng)濟性方面相比K3填料具有明顯的優(yōu)勢。與COD、氨氮相比,空心球?qū)τ诳偭椎娜コЧ麅H為20%。論文進一步研究了引入無機填料以強化對總磷的去除。在所對比的鋼渣、沸石、陶粒、火山巖四種無機填料中,沸石具有較好的吸附除氨能力,鋼渣具有較好的吸附除磷能力,并且沸石和鋼渣質(zhì)量比為2：1時吸附性能最好。在研究好氧生物膜工藝的凈化效果實驗中,好氧條件下以比重1.2g/cm3裝填的組合填料的凈化效果最優(yōu)。好氧生物膜工藝的凈化效果實驗研究結(jié)果顯示,當HRT=1.4h,COD、氨氮、TN和TP的容積負荷分別為1100、47、54.1、11.8mg/(L填料·d)時,填料的利用率較高。當HRT1.8h,COD、氨氮、TN和TP的容積負荷分別不超過930、34.3、54.1、9.1mg/(L填料·d)時,出出水水質(zhì)較好,其中COD和氨氮可達地表水Ⅲ類,總氮可達湖泊水質(zhì)標準Ⅳ類,總磷僅能達到湖泊水質(zhì)標準的V類。好氧-缺氧生物膜工藝的凈化效果實驗研究結(jié)果顯示：(1)缺氧區(qū)以比重1.0g/cmm3裝填的組合填料的凈化效果最優(yōu)；(2)該工藝較原工藝具有更高的脫氮除磷能力,COD、氨氮、TN和TP的去除率分別提高了10%、9%、21%、5%。在所對比不同的回流比的實驗中,回流比為處理水量的60%,該工藝的凈化效果最好。采用好氧-缺氧工藝并輔以環(huán)流的工藝,COD、氨氮、TN和TP的去除率進一步提高了7%、8%、5%、19%。在研究得出各主要參數(shù)的基礎(chǔ)上,本文對該裝置的曝氣系統(tǒng)、填料區(qū)、太陽能系統(tǒng)等主要部分及裝置的外觀進行了設(shè)計。完成了裝置的制作和組裝,成功將該裝置安裝至宜興市丁蜀鎮(zhèn)m東村的河道中并評估了其對該河流的凈化效果。
【關(guān)鍵詞】：富營養(yǎng)化 新型浮島 組合填料 工藝參數(shù)
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 課題來源及背景10
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題背景10
• 1.2 富營養(yǎng)化概述10-14
• 1.2.1 水體富營養(yǎng)化10-11
• 1.2.2 富營養(yǎng)化的危害11
• 1.2.3 太湖富營養(yǎng)化成因11-12
• 1.2.4 治理富營養(yǎng)化的方法12-14
• 1.3 人工浮島技術(shù)14-18
• 1.3.1 人工浮島技術(shù)及其原理14-15
• 1.3.2 人工浮島技術(shù)的發(fā)展15-17
• 1.3.3 浮島填料選擇17-18
• 1.3.4 新型浮島的構(gòu)思18
• 1.4 論文主要內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究目的18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19
• 1.4.3 研究及設(shè)計內(nèi)容19-21
• 2 實驗材料及方法21-31
• 2.1 實驗試劑及儀器21-22
• 2.1.1 實驗試劑、藥品21
• 2.1.2 實驗儀器及設(shè)備21-22
• 2.2 實驗裝置及填料22-24
• 2.2.1 實驗裝置概述22-23
• 2.2.2 實驗填料23-24
• 2.3 分析測試方法24-25
• 2.3.1 常規(guī)指標分析24
• 2.3.2 生物膜量24
• 2.3.3 比耗氧速率24-25
• 2.4 水樣配制方法25
• 2.5 實驗方案25-31
• 2.5.1 有機填料篩選及性能研究25-27
• 2.5.2 無機填料篩選及性能研究27
• 2.5.3 組合填料設(shè)計及研究27-29
• 2.5.4 工藝參數(shù)研究29-31
• 3 好氧生物膜原位修復工藝31-69
• 3.1 有機填料的篩選及影響因素研究31-40
• 3.1.1 有機填料掛膜性能對比31-32
• 3.1.2 污染物去除速率32-33
• 3.1.3 有機填料的工藝經(jīng)濟比選33-34
• 3.1.4 污染物負荷對空心球掛膜及凈化效果的影響34-35
• 3.1.5 水溫對空心球掛膜的影響35-36
• 3.1.6 DO對空心球掛膜及凈化效果的影響36-40
• 3.2 組合填料的設(shè)計、優(yōu)化及其性能研究40-53
• 3.2.1 單種填料吸附性能研究40-44
• 3.2.2 組合填料去除污染物的研究44-45
• 3.2.3 組合填料優(yōu)化45-51
• 3.2.4 組合填料與單一有機填料性能對比51-53
• 3.3 好氧生物膜工藝參數(shù)研究53-67
• 3.3.1 模擬河流流量對出水水質(zhì)的影響53-61
• 3.3.2 模擬填料區(qū)體積對凈化效果的影響61-66
• 3.3.3 好氧生物膜原位修復工藝的參數(shù)確定66-67
• 本章小結(jié)67-69
• 4.好氧-缺氧生物膜原位修復工藝69-88
• 4.1 好氧-缺氧生物膜工藝的提出69
• 4.2 缺氧區(qū)組合填料優(yōu)化69-74
• 4.2.1 缺氧區(qū)填料比例優(yōu)化69-73
• 4.2.2 缺氧區(qū)填料掛膜條件對填料掛膜的影響73-74
• 4.3 模擬河流流動對凈化效果的影響74-82
• 4.3.1 負荷對好氧-缺氧生物膜工藝凈化效果的影響74-77
• 4.3.2 好氧生物膜工藝和好氧-缺氧生物膜工藝的凈化效果對比77-81
• 4.3.3 微生物群落分析81-82
• 4.4 好氧-缺氧環(huán)流生物膜工藝的凈化效果82-86
• 4.4.1 回流比對好氧-缺氧環(huán)流生物膜工藝的凈化效果的影響82-86
• 4.4.2 兩種工藝的凈化效果對比86
• 本章小結(jié)86-88
• 5 新型原位修復裝置對富營養(yǎng)化河流的凈化效果88-94
• 5.1 新型原位修復裝置說明88-89
• 5.2 生物膜工藝裝置設(shè)計制作89-90
• 5.3 中試實驗設(shè)計90-91
• 5.3.1 取樣位置90
• 5.3.2 取樣方案90-91
• 5.4 浮島對富營養(yǎng)化河流的凈化效果91-93
• 本章小結(jié)93-94
• 6 結(jié)論94-95
• 參考文獻95-101
• 個人簡介101-102
• 導師簡介102-103
• 個人成果103-104
• 致謝104

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