第 1 章緒論

常規(guī)處理技術(shù)一般是由城市污水處理廠簡化或微縮所得，是一種以生物法為主，并輔以物理化學(xué)法的污水處理技術(shù)。該技術(shù)是利用微生物的新陳代謝將污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)，且輔以利用各種池體、水泵、鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械作為整體對污水進(jìn)行處理。按凈化過程是否有氧分為厭氧處理技術(shù)和好氧處理技術(shù)；按凈化污水時微生物在反應(yīng)器中的生長狀況，又可分為生物膜法、活性污泥法等[20]，此外用于城市生活污水二級生物處理的常規(guī)技術(shù)有傳統(tǒng)活性污泥法、A/O、A2/O、吸附生物降解法、氧化溝、接觸氧化池等。常規(guī)處理技術(shù)投入使用快、見效迅速、處理效果好，但由于其工藝流程復(fù)雜、需鋪設(shè)管網(wǎng)、基建投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、缺乏靈活性、不易檢修等原因較難推廣應(yīng)用。

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第 2 章 水解酸化（HA）預(yù)處理單元工藝運(yùn)行參數(shù)試驗研究

2.1 試驗材料與方法

設(shè)計 HA 模擬裝置，如圖 2.1 所示。裝置主體為有機(jī)玻璃圓柱體，柱體直徑250mm，高 1000mm，有效容積 45L，采用升流式厭氧污泥床（UASB）形式，其運(yùn)行費(fèi)用和處理效果均明顯優(yōu)于填料式[75]。池內(nèi)設(shè)置攪拌器，由調(diào)速電機(jī)提供動力并控制攪拌速度，污水從池底進(jìn)入，上端經(jīng)三角溢流堰溢出，經(jīng)擋板截留進(jìn)入下方出水槽，可充分增大污水與空氣的接觸面積，增強(qiáng)富氧能力。在池壁低端設(shè)排泥口，據(jù)池頂 1/3 及 1/2 處分別設(shè)置采樣口。

2.2 HA 工藝污染物的去除機(jī)理

HA 工藝啟動的目的是為待凈化的污水馴化適宜微生物，使其更好的順應(yīng)新環(huán)境，，同時使微生物種群以及污泥形態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而建立一個新的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)穩(wěn)定去除污染物的目的。HA 工藝的啟動和穩(wěn)定運(yùn)行是一體化裝置能否正常運(yùn)行的前提條件之一，采用合適的啟動方法快速啟動不僅能縮短啟動時間，也可為裝置再次啟動提供一定的借鑒。HA 工藝采用接種污泥法啟動，因 HA 工藝是厭氧反應(yīng)的前兩個階段，所以接種污泥可直接引入?yún)捬跷勰噙M(jìn)行馴化，但實際工程中厭氧處理工藝較少，因此，直接接種厭氧污泥可操作性不強(qiáng)。有研究表明，好氧活性污泥中除含有大量好氧生物，也存在大量厭氧菌和兼性厭氧菌[78]，因此，可通過控制池內(nèi) DO，抑制甲烷菌生長代謝，使污泥中的厭氧菌和兼性厭氧菌激活，處于優(yōu)勢地位，能將活性污泥成功轉(zhuǎn)型為厭氧污泥。將好氧活性污泥培養(yǎng)馴化成厭氧污泥是一種快捷、有效、簡便的污泥培養(yǎng)方法[79]。因而，本試驗所用接種污泥取于沈陽北部污水處理廠內(nèi)二沉池污泥。

第 3 章 HA-地下滲濾（SWIS）組合工藝的參數(shù)協(xié)調(diào)性..............35

3.1 試驗材料與方法............35
3.2 HA-SWIS 組合工藝流程及其負(fù)荷分配............40
3.3 穩(wěn)定條件下 HA-SWIS 出水水質(zhì)與關(guān)鍵參數(shù)間的響應(yīng)關(guān)系............44
第 4 章 基于 HA-SWIS 的一體化裝置（i-SWIS）設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化............63
4.1 i-SWIS 設(shè)計理念與原則............63
4.2 i-SWIS 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化與組裝............64
4.3 i-SWIS 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析............ 70
第 5 章 結(jié)論與建議............73
5.1 結(jié)論............73
5.2 建議 ............74

第 4 章 基于 HA-SWIS 的一體化裝置（i-SWIS）設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

4.1 i-SWIS 設(shè)計理念與原則

針對現(xiàn)有分散污水處理設(shè)備存在的占地大、投資和運(yùn)行費(fèi)用高、不易管理、凈化效果不盡人意等缺點(diǎn)，以及一些小型處理裝置雖然在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了一體化，但附屬設(shè)備過多、結(jié)構(gòu)與功能均不夠緊湊,且工藝微縮后系統(tǒng)的抗沖擊能力差等不足，提出一種分散污水短程深度處理工藝，以生物—生態(tài)技術(shù)為核心，設(shè)計一個小規(guī)模、低能耗、建造靈活、處理效果穩(wěn)定、處理效率高、抗沖擊力強(qiáng)、無需專人值守、具有生態(tài)特征的一體化裝置。i-SWIS 以 SWIS 為生態(tài)核心處理單元，可經(jīng)人工針對性調(diào)配基質(zhì)層使結(jié)構(gòu)趨于精準(zhǔn)化，易于實現(xiàn)工藝的設(shè)備化，且在同一體系內(nèi)兼具物化、生物和生態(tài)凈化功能，所需輔助工藝少，無能量消耗，可埋于凍土層以下，受氣溫和季節(jié)影響較小，可在地表種植花草或經(jīng)濟(jì)作物，不影響居民日常生活，易于實現(xiàn)庭院式。

4.2 i-SWIS 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化與組裝

根據(jù) i-SWIS 最佳運(yùn)行參數(shù)及設(shè)計水量，可確定出各單元的流量分配和池體大小；在各單元工藝確定的情況下，如何極大程度的利用現(xiàn)有空間及發(fā)揮最大的資源優(yōu)勢，是設(shè)計的關(guān)鍵所在，根據(jù)空間最小化原則合理設(shè)計各單元之間的鏈接與鑲嵌，使各單元之間聯(lián)系緊密，結(jié)構(gòu)緊湊，并本著低能耗、高效率的原則，充分利用自然資源，減少能源消耗，從而設(shè)計一個以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，低能耗、結(jié)構(gòu)緊湊、處理效率高的一體化污水處理裝置。
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第 5 章 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本文針對我國分散污水處理技術(shù)不成熟、設(shè)備化程度差等問題，提出了一種以水解酸化為預(yù)處理單元、以地下滲濾為核心處理單元的短流程、低能耗、具有生態(tài)特征、結(jié)構(gòu)緊湊的庭院式分散污水耦合處理工藝，對耦合工藝的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并完成了一體化裝置（i-SWIS）設(shè)計與樣機(jī)生產(chǎn)。主要結(jié)論如下：（1）HA 預(yù)處理單元運(yùn)行參數(shù)研究結(jié)果表明：穩(wěn)定運(yùn)行時，HA 工藝受負(fù)荷波動影響較小，抗沖擊能力較強(qiáng)，但受攪拌速度及 HRT 的影響較大，為了保障出水水質(zhì)穩(wěn)定，建議穩(wěn)定運(yùn)行時攪拌速度控制在 10~20r•min-1，HRT 不超過 4h。HA 對 SS 及 CODcr具有較好的去除效果，但對氮磷脫除效果不理想。

5.2 建議

（1）由于碩士期間投入科研及試驗的時間有限，只對一體化裝置處理生活污水進(jìn)行了研究，為了擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，建議在以后的研究工作中，進(jìn)一步探索該一體化裝置對其他廢水的處理效果及改進(jìn)措施，如啤酒廢水、工業(yè)污水、染料及牛奶廢水等，并確定裝置最佳運(yùn)行參數(shù)。（2）對裝置進(jìn)行調(diào)試時，考察溫度對一體化裝置處理效果的影響，分別在夏季（溫度高于 30℃）和冬季（溫度低于 4℃）進(jìn)行現(xiàn)場試驗，探索一體化裝置在不利環(huán)境下的除污能力變化，以采取有效的應(yīng)對措施。（3）利用一體化裝置的出水進(jìn)行盆栽試驗，對作物的生長狀況進(jìn)行研究，從而考慮對裝置增設(shè)污水回用單元，充分利用和節(jié)約水資源，尤其對水資源缺乏的干旱地區(qū)具有極其重要的意義。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：64387