改良式地下渗滤系统处理农村生活污水工艺研究

【摘要】：近年来,我国农村水污染和水资源短缺现象十分严重。然而,大部分农村地区缺少污水收集管网和净化设施,生活污水基本上未经过处理就直接排放,使江河湖泊等水体污染严重,甚至威胁到村民的饮用水水质安全。因此,农村生活污水亟需治理。地下渗滤系统,作为一种典型的分散式小型污水处理设施,是目前处理农村生活污水的最佳手段之一。但是传统的地下渗滤系统由于结构及运行原因,往往不能同时形成很好的好氧和厌氧环境以供微生物进行硝化和反硝化反应,故对总氮净化效果不理想。因此,本研究以脱氮性能的改善为基本的立足点,采用对比实验,分别研究了不同的基质装填、组合方式和不同的运行条件对污染物去除效果的影响,从而提出系统结构改良和运行工艺优化的方案；同时,对系统内部的微生物数量、活性以及代谢多样性等指标进行了测定,并分析其与水质指标净化的相关性,为系统脱氮性能的改善提供理论支持。本研究主要成果如下：(1)基质装填和组合的方式会影响系统的净化效果。其中,完全混合装填和沸石、活性炭、粘土陶粒体积比为8：3：3的组合方式对污染物的净化效果要分别好于分层装填和沸石、活性炭、粘土陶粒体积比为3：2：2的组合方式,即各个系统对污染物的净化效果依次为：系统4系统3(或系统2)系统2(或系统3)系统1。系统4对CODCr、NH4+-N和TN的去除率分别为79.5%、88.7%和87.7%,比系统1要分别高出7.0%、4.5%和3.7%。(2)系统的处理效果随水力负荷的降低和干湿比的增加而升高。水力负荷为0.1～0.3m3/(m2·d)时,系统对污染物的净化效果差别很小；当其提高到0.4m3/(m2·d)时,对CODCr、NH4+-N和TN的去除率较0.1m3/(m2·d)时均有15%-20%的下降。间歇进水时对污染物去除效果要明显好于连续进水,干湿比为3：1时,系统对CODCr和TN的去除率比连续进水时分别提高10%和20%左右,对NH4+-N的去除影响较小。所以水力负荷为0.1m3/(m2·d),干湿比为3：1是系统最佳的运行状态,但综合考虑净化效果和处理能力,实际工程中可以选用0.3m3/(m2·d)的水力负荷和2：1的干湿比。(3)微生物数量和微生物活性与地下渗滤系统的净化能力具有极显著的正相关关系,即随着微生物数量的增多和活性的提高,系统对污染物的去除率也会增加；但微生物代谢活性及代谢多样性与系统处理效果没有相关性,不会影响系统对污染物的去除。 【关键词】：地下渗滤系统 农村生活污水 水力负荷 干湿比 微生物
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 我国的水资源危机11-12
• 1.1.2 农村生活污水的排放特点12-13
• 1.1.3 农村生活污水治理现状13-14
• 1.1.4 农村生活污水处理设施的选择14-15
• 1.2 地下渗滤概述15-24
• 1.2.1 地下渗滤系统的起源与应用15-16
• 1.2.2 地下渗滤系统的分类16-19
• 1.2.3 地下渗滤系统的技术原理19-21
• 1.2.4 地下渗滤系统的研究进展21-24
• 1.2.5 地下渗滤系统存在的问题24
• 1.3 研究目的、内容与技术路线24-27
• 1.3.1 研究目的24
• 1.3.2 研究内容24-25
• 1.3.3 研究路线25-27
• 2 地下渗滤系统的结构优化27-35
• 2.1 前言27
• 2.2 材料与方法27-30
• 2.2.1 试验材料27-28
• 2.2.2 试验装置28-29
• 2.2.3 试验方法29-30
• 2.2.4 分析测试方法30
• 2.2.5 数据处理30
• 2.3 结果与讨论30-33
• 2.3.1 不同装填方式对COD_(Cr)去除效果30-31
• 2.3.2 不同装填方式对NH_4~+-N去除效果31-32
• 2.3.3 不同装填方式对TN去除效果32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 地下渗滤系统的运行工艺优化35-43
• 3.1 前言35
• 3.2 材料与方法35-36
• 3.2.1 试验材料与试验装置35
• 3.2.2 试验方法35-36
• 3.2.3 分析测试方法36
• 3.2.4 数据处理36
• 3.3 结果与讨论36-42
• 3.3.1 不同水力负荷对COD_(Cr)去除效果36-37
• 3.3.2 不同水力负荷对NH_4~+-N去除效果37-38
• 3.3.3 不同水力负荷对TN去除效果38-39
• 3.3.4 不同干湿比对COD_(Cr)去除效果39-40
• 3.3.5 不同干湿比对NH_4~+-N去除效果40-41
• 3.3.6 不同干湿比对TN去除效果41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 地下渗滤系统高效去污的微生物学机理43-54
• 4.1 前言43
• 4.2 材料与方法43-46
• 4.2.1 试验材料与试验装置43
• 4.2.2 试验方法43-44
• 4.2.3 分析测试方法44-45
• 4.2.4 数据处理45-46
• 4.3 结果与讨论46-53
• 4.3.1 不同深度上系统对污染物的去除效果46-47
• 4.3.2 微生物数量与水质指标的相关性分析47-48
• 4.3.3 微生物活性与水质指标的相关性分析48-50
• 4.3.4 微生物代谢多样性与水质指标的相关性分析50-53
• 4.4 小结53-54
• 5 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 创新之处55
• 5.3 展望55-56
• 参考文献56-63
• 致谢63-64
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果64

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