UAF+SSFW生物与生态耦合工艺处理农村生活污水研究

【摘要】：农村地区生活污水产生量少、分散、远离排污管网,污水一般不作任何处理直接排入河流湖泊,是造成水体污染的重大隐患。常规废水处理工艺投资和运行费用高,且操作复杂,在农村地区难以推广应用。因此,研究开发投资少、运行费用低、操作简单的生活污水处理工艺,对农村地区的生活污水处理显得尤为重要。本研究采用升流式厌氧生物滤池(UAF)生物处理技术和潜流式人工湿地(SSFW)生态处理技术,开发适合农村生活污水处理的生物-生态耦合处理工艺。本研究采用示踪-应答技术,考察了人工湿地反应器内的水流流态。在此基础上运行耦合工艺处理生活污水,考察了不同处理单元和耦合工艺在不同水力停留时间(HRT)下对生活污水的处理效果,并着重改善耦合工艺的脱氮除磷效果。研究结果表明:1)潜流式人工湿地(SSFW)反应器内的水流状态是一种非理想不均匀流动状态。在HRT相同的情况下,砾石层高度对人工湿地的流态影响不大,故砾石层以铺设略超进水口处为宜。2)UAF系统适宜HRT为18 h,此时UAF系统出水中COD平均浓度为99.85mg/L,平均去除率为67.51%,且出水水质稳定。UAF系统对氨氮没有去除,且由于有机氮水解生成氨氮,导致出水中氨氮浓度升高。3)SSFW系统适宜HRT为3 d,此时SSFW系统出水中COD、氨氮、总氮、总磷平均浓度分别为46.84 mg/L、11.08 mg/L、17.54 mg/L和1.77 mg/L,相应的平均去除率可分别达到55.13%、69.25%、62.01%和72.51%,且出水水质比较稳定。但由于低植株密度生物脱氮除磷能力有限,以此氮磷处理效果难以稳定达标。4)植株密度由12株/m2增加至24株/m2后,明显增强了SSFW系统的脱氮除磷能力。UAF+SSFW生物生态耦合工艺对生活污水中COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别可高达85.55%、88.48%、80.08%和92.11%;最终出水中COD、氨氮、总氮、总磷平均浓度分别为44.07 mg/L、4.25 mg/L、13.36 mg/L和0.44 mg/L,均可达稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。同时,UAF+SSFW生物与生态耦合工艺无动力消耗,免维护,适合农村地区生活污水处理。 【关键词】：农村生活污水 厌氧生物滤池 人工湿地 种植密度 脱氮除磷
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 农村水污染现状概况10-11
• 1.1.1 农村生活污水来源10
• 1.1.2 农村生活污水特点10
• 1.1.3 农村生活污水处理模式10-11
• 1.2 厌氧生物处理技术11-13
• 1.2.1 厌氧工艺原理12
• 1.2.2 厌氧工艺的优点12-13
• 1.2.3 厌氧生物滤池13
• 1.3 人工湿地13-16
• 1.3.1 人工湿地系统的结构组成13-14
• 1.3.2 人工湿地系统净化机理14-15
• 1.3.3 人工湿地系统的分类15
• 1.3.4 人工湿地的影响因素15-16
• 1.4 本课题的研究内容及意义16-18
• 第2章 人工湿地的流态分析18-26
• 2.1 试验装置简介18
• 2.2 试验方法18-19
• 2.3 分析项目及方法19
• 2.4 人工湿地流态试验结果分析19-25
• 2.4.1 适合湿地系统流态试验的示踪剂19-20
• 2.4.2 HRT对人工湿地内流态的影响分析20-22
• 2.4.3 填料填充方式及HRT对人工湿地内水流流态的影响22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 UAF系统处理生活污水26-36
• 3.1 试验装置简介26-27
• 3.2 试验过程27-28
• 3.3 分析方法28-29
• 3.3.1 试验方法28
• 3.3.2 试验仪器28
• 3.3.3 试验药品28-29
• 3.4 计算公式29-30
• 3.4.1 水力停留时间（以下简称HRT）29
• 3.4.2 化学需氧量（以下简称COD）29-30
• 3.4.3 氨氮30
• 3.5 UAF系统的启动与运行30-34
• 3.5.1 UAF系统的启动30
• 3.5.2 UAF系统启动阶段试验结果分析30-32
• 3.5.3 UAF系统稳定运行阶段试验结果32-34
• 3.6 本章小结34-36
• 第4章 SSFW系统处理UAF系统出水36-46
• 4.1 试验装置简介36-37
• 4.2 试验过程37
• 4.3 分析方法37-38
• 4.3.1 试验方法37-38
• 4.3.2 试验仪器38
• 4.3.3 试验药品38
• 4.4 计算公式38
• 4.4.1 水力停留时间38
• 4.4.2 化学需氧量38
• 4.4.3 氨氮38
• 4.4.4 总磷38
• 4.5 SSFW系统运行阶段试验结果38-43
• 4.5.1 不同HRT下SSFW系统对COD的去除效果39-40
• 4.5.2 不同HRT下SSFW系统对氨氮的去除效果40-41
• 4.5.3 不同HRT下SSFW系统对总氮的去除效果41-42
• 4.5.4 不同HRT下SSFW系统对总磷的去除效果42-43
• 4.6 SSFW系统可行性探讨43-44
• 4.7 本章小结44-46
• 第5章 UAF+SSFW工艺优化后对生活污水的处理效果46-50
• 5.1 试验装置简介46
• 5.2 UAF+SSFW工艺优化后对生活污水的处理效果46-48
• 5.3 本章小结48-50
• 结论50-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间所发表的论文56-58
• 致谢58

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