AAFEB处理寒区小城镇生活污水效能及处理水用于农灌研究

【摘要】：我国经济的高速发展全面的促进了各地城镇化水平，但城镇化过程中对资源、能源的不合理利用造成了严重的环境污染。其中，水资源污染和短缺已逐渐成为限制我国小城镇地区经济发展的关键因素，解决由此引发的一系列问题已迫在眉睫。鉴于此，本文探讨了厌氧附着膜污泥膨胀床（Anaerobic Attached Microbial Film Expanded Bed, AAFEB）反应器对寒冷地区小城镇生活污水的处理效能以及出水用于农业灌溉的可行性，以期在解决水污染问题的同时，实现水资源和营养物质的高效利用。 实验结果表明，AAFEB反应器在室温下（20℃左右）仅需26d即可快速完成启动，启动完成后进入低温条件运行。反应器在10℃以上的条件下可保持60%以上COD去除率，出水COD的平均浓度为57.72mg/L。厌氧反应器对进水中的营养物质（不同形式的N、P元素）等消减量较小，而对重金属元素、粪大肠杆菌群和其它类别污染物有一定程度的去除。经过AAFEB反应器处理后，生活污水中的营养物质得以保留，污染物浓度可以满足国家《农田灌溉水质标准》的要求。 不同营养物质浓度的水质灌溉并不会对小白菜叶片中的叶绿素含量产生影响，但小白菜的种子发芽数，幼苗根长、茎长、叶鲜重、叶干重和叶面积均远远大于稀释后的结果。实验结果表明，厌氧出水中的营养物质浓度可以满足小白菜种子萌发和幼苗生长的需求，且不会对小白菜的生长产生抑制；另一方面，小白菜以实际生活污水灌溉后，种子的发芽率只有60%，主要与实际生活污水灌溉过程中土壤含盐量、Hg和C/N比大幅增加有关；而以厌氧出水灌溉后，土壤中营养物质的有效成分增加较多，土壤pH没有显著变化，Cd、Cr、Cu、As、Zn、Hg、Pb等重金属元素的浓度低于国家《土壤环境质量标准》的规定。 厌氧出水灌溉后，小白菜和生菜的叶面积、叶鲜重、茎长等指标较稀释污水灌溉的结果显著增加，土壤和叶片中的N、P等营养物质积累较多；不同水质短期灌溉后，土壤pH的变化并不明显，虽然土壤全盐量有少量增加，但是并未对农作物生长产生危害；两种农作物的叶片和土壤中的重金属元素含量分别能够达到《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》和《土壤环境质量标准》的要求。虽然两种水质短期灌溉对农作物和土壤的危害均不显著，但是从农作物生长水平的角度来说，将实际生活污水进行厌氧处理后再进行灌溉将更有利于农作物生长。 【关键词】：AAFEB 低温 小城镇生活污水 除污效能 农业灌溉回用
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S273.5;X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 小城镇污水的特点10-11
• 1.1.2 小城镇生活污水常见处理工艺及其分析比较11-12
• 1.2 国内外低温厌氧反应器的研究进展12-17
• 1.2.1 厌氧处理过程的作用与重要性12-13
• 1.2.2 城镇生活污水的厌氧生物处理工艺及处理效果13-17
• 1.3 AAFEB反应器的研究与应用现状17-18
• 1.4 再生水灌溉的研究进展18-22
• 1.4.1 污水灌溉的危害18-19
• 1.4.2 再生水灌溉的研究进展19-22
• 1.5 课题意义及研究内容22-25
• 1.5.1 课题来源22
• 1.5.2 课题研究的目的和意义22-23
• 1.5.3 研究内容23
• 1.5.4 技术路线23-25
• 第2章 实验材料与方法25-35
• 2.1 实验装置25-26
• 2.2 实验材料26-28
• 2.2.1 实验水质26
• 2.2.2 接种污泥26
• 2.2.3 填料26-27
• 2.2.4 实验农作物27-28
• 2.2.5 实验土壤28
• 2.3 实验方案28-29
• 2.3.1 小城镇生活污水处理实验方案28
• 2.3.2 厌氧出水农灌研究实验方案28-29
• 2.4 实验分析指标及方法29-35
• 2.4.1 水质分析方法29-30
• 2.4.2 污泥及生物膜分析方法30-31
• 2.4.3 农作物分析方法31-32
• 2.4.4 土壤分析方法32-35
• 第3章 AAFEB工艺启动及稳定运行35-49
• 3.1 AAFEB反应器的启动35-38
• 3.1.1 启动方式35
• 3.1.2 COD去除情况35-36
• 3.1.3 污泥沉降及填料挂膜情况36-38
• 3.2 AAFEB反应器的稳定运行38-47
• 3.2.1 COD去除率的影响因素38-41
• 3.2.2 污染物去除效能41-46
• 3.2.3 反应器稳定运行后出水综合指标46-47
• 3.3 本章小结47-49
• 第4章 AAFEB出水用于农作物灌溉的可行性分析49-65
• 4.1 不同浓度的营养物质对小白菜种子及幼苗的影响49-53
• 4.1.1 种子萌发50-51
• 4.1.2 幼苗的光合作用情况51-52
• 4.1.3 幼苗根茎的生长状况52-53
• 4.2 不同营养物质浓度对土壤理化性质的影响53-56
• 4.2.1 土壤中C、N、P、K含量的变化53-54
• 4.2.2 土壤中金属元素的变化54-55
• 4.2.3 土壤盐分和pH的变化55-56
• 4.3 不同灌溉方式对小白菜及生菜生长的影响56-59
• 4.3.1 小白菜及生菜幼苗的生长情况56-58
• 4.3.2 小白菜及生菜叶片中金属含量的变化58-59
• 4.4 不同灌溉方式对土壤中有机质和营养物质的影响59-63
• 4.4.1 土壤中营养物质含量的变化59-60
• 4.4.2 土壤中盐离子含量的变化60-61
• 4.4.3 土壤pH和盐分的变化61-62
• 4.4.4 土壤中重金属含量的变化62-63
• 4.5 本章小结63-65
• 结论65-66
• 参考文献66-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果75-76
• 致谢76

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