前置反硝化两级土壤渗滤系统处理生活污水的试验研究

【摘要】：我国生活污水排放量逐年上升,生活污水中含有丰富的氮元素,大量含氮废水排入江河,会给环境造成严重的危害。土壤渗滤系统作为一种就地处理的土地处理技术,常用于处理分散式生活污水,但该系统脱氮效果较差,因此,对强化土壤渗滤系统脱氮能力的研究成为了目前研究的重点。本课题采用人工土柱模拟土壤渗滤系统,探讨了四种不同的填料组合方式及四种不同组合工艺对模拟生活污水的净化效果,在此基础上进行了前置反硝化两级土壤渗滤系统对生活污水处理性能的研究,对该系统处理有机物和总氮的理论进行了分析,讨论了其主要影响因素,并推导了系统的反硝化动力模型。 对不同填料组合的单级土壤渗滤系统、单级土壤渗滤系统循环、分流式两级土壤渗滤系统和回流式两级土壤渗滤系统四种不同工艺净化生活污水的试验表明：三种组合工艺对CODCr、NH4+-N和TN的去除效果优于单级土壤渗滤系统；要使TN的去除效果稳定在较高的水平,需要在硝化阶段和反硝化阶段分别提供足够的氧气和碳源；回流式两级土壤渗滤系统对TN的去除效果优于其他处理方式,对工艺进行优化后系统的脱氮能力可得到进一步提高。 在不同水力负荷下,系统对CODCr和NH4+-N去除效果随水力负荷的升高而降低,TN的去除效果则是先升高后降低,系统的水力负荷为0.08m3/(m2·d)时,系统对污染物的总去除效果最佳,此时系统对CODCr、NH4+-N和TN的去除率分别为91.73%、95.32%和74.91%；随着回流比的增加,CODcr和NH4+-N去除效果随之增加,而TN的去除效果为先升高后降低,综合考量后,系统最佳回流比为150%,此时系统对CODCr、NH4+-N和TN的去除率分别为95.18%、97.68%和78.21%；随着进水有机负荷和氨氮负荷的增加,前置反硝化两级土壤渗滤系统脱氮能力随之下降,但是对系统去除有机物效果影响较小；系统对CODcr和NH4+-N的去除主要发生在二级土柱,对TN的去除主要发生在一级土柱。 本试验在Eckenfelder模型的基础上推导出前置反硝化两级土壤渗滤系统中一级土柱的反硝化动力学模型为Se/So=e-KH/qn,图解法求得n=0.8957,K=0.5211。 【关键词】：土壤渗滤系统 前置反硝化 生活污水 脱氮 动力学模型
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-32
• 1.1 水资源现状10-13
• 1.1.1 全球水资源现状10-11
• 1.1.2 中国水资源现状11-13
• 1.2 水体中氮素的来源及危害13-15
• 1.2.1 水体中氮素的来源13-14
• 1.2.2 氮素的危害14-15
• 1.3 污水生物脱氮概况15-24
• 1.3.1 传统生物脱氮原理与技术15-20
• 1.3.2 生物脱氮新理论与新技术20-24
• 1.4 土壤渗滤系统概述24-30
• 1.4.1 土壤渗滤系统简介24-25
• 1.4.2 土壤渗滤系统研究现状25-29
• 1.4.3 土壤渗滤系统存在的问题29-30
• 1.5 课题研究的目的及内容30-32
• 1.5.1 课题的研究目的30-31
• 1.5.2 课题的研究内容31-32
• 第二章 试验概况32-36
• 2.1 试验装置及材料32-34
• 2.1.1 试验装置32-33
• 2.1.2 试验材料33-34
• 2.2 试验用水及指标测试方法34-36
• 2.2.1 试验用水34
• 2.2.2 进水方式34
• 2.2.3 测试指标及测试方法34-36
• 第三章 土壤渗滤系统处理污水的试验研究36-50
• 3.1 试验目的36
• 3.2 试验设计36-37
• 3.3 单级土壤渗滤系统的启动及运行效果37-40
• 3.3.1 系统的启动37-39
• 3.3.2 污染物的去除效果39-40
• 3.4 单级土壤渗滤系统循环工艺40-42
• 3.5 分流式两级土壤渗滤系统组合工艺42-45
• 3.6 回流式两级土壤渗滤系统组合工艺45-48
• 3.7 四种工艺的比较48-49
• 3.8 本章小结49-50
• 第四章 前置反硝化两级土壤渗滤系统处理污水的试验研究50-72
• 4.1 试验目的50
• 4.2 试验设计50-51
• 4.3 前置反硝化两级土壤渗滤系统去除污染物特性研究51-69
• 4.3.1 水力负荷对系统出水水质的影响51-55
• 4.3.2 回流比对系统出水水质的影响55-59
• 4.3.3 进水有机负荷对系统出水水质的影响59-63
• 4.3.4 进水氨氮负荷对系统出水水质的影响63-65
• 4.3.5 污染物沿程降解规律65-69
• 4.4 本章小结69-72
• 第五章 前置反硝化两级土壤渗滤系统反硝化动力学研究72-79
• 5.1 试验目的72-73
• 5.2 反硝化动力学模型的选取73-76
• 5.3 反硝化模型的推导76-77
• 5.4 反硝化动力学模型的验证77-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 结论与建议79-82
• 6.1 结论79-81
• 6.2 建议81-82
• 致谢82-84
• 参考文献84-90
• 附录：攻读学位期间发表论文目录90

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