人工湿地处理农村生活污水试验研究及应用

【摘要】：我国农村生活污水具有排水量小、排放分散、收集困难等特点，不易采用集中式污水处理厂进行处理，而人工湿地处理工艺综合考虑了污水水质及地域特征，是农村生活污水常用的处理方法之一。本课题以陕西地区生活污水为例，采用潜流式人工湿地开展试验研究，在自然状况、充氧曝气及增加沸石填料等情况下，研究不同的水力负荷和停留时间对人工湿地处理效果影响。在此基础上，开展人工湿地处理实际农村生活污水的工程设计和施工，并对当地农村排水的收集、处理及利用规划等提出建议。 主要研究成果如下： 1、实验室小型人工湿地处理生活污水，在不增加任何辅助措施的自然条件下，系统对有机物的去除较好，COD降解率可达到90%以上；但氨氮及总氮去除较差，降解率仅为40%和20%左右。 2、针对湿地内部存在有较大的厌氧区域，在前段增加曝气，进行组合处理。在合理的水力负荷条件下，COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为95%、90%、50%和50%左右。总氮的去除效果较差是由于后段碳源不足引起反硝化作用受阻，硝氮较多导致总氮增加。 3、选择不同的水力停留时间（1、2、3、4、5d）进行间歇运行发现，水力停留时间越长，人工湿地的出水效果越好。HRT为5d时人工湿地出水指标分别为：COD为31.01mg/L，氨氮为5.02mg/L，总氮为9.40mg/L，总磷为2.29mg/L。 4、填料是人工湿地不可缺少的部分，不同的填料对人工湿地的处理效果差异很大。本试验对沸石和石灰石进行研究得出：沸石对氨氮的吸附效果大大优于石灰石，在60mg/L的进水氨氮浓度下，沸石在24小时内吸附量可以达到0.37mgNH_4~+-N/g，随着氨氮浓度增大，吸附量有增大趋势。 5、结合实验室试验研究结果，针对以户为单位的农村家庭生活污水为处理对象，进行了人工湿地处理实际农村生活污水的工程设计和施工，采用的主要工艺为：生活污水-化粪池-调节池-人工湿地-出水。 6、以陕西省大荔县朝邑镇紫阳村项目为例，分析村落现有排水方式及污水处理现状，提出针对该村落的生活污水收集、处理及利用方案，为新农村基础设施的建设提供参考。 【关键词】：农村生活污水 人工湿地 组合工艺 湿地填料 工程设计
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 水资源现状9-10
• 1.2 常见农村污水处理方式10-15
• 1.2.1 土地处理11-12
• 1.2.2 化粪池处理12
• 1.2.3 氧化塘处理12-14
• 1.2.4 堆肥处理14-15
• 1.3 人工湿地污水处理技术15-22
• 1.3.1 人工湿地的分类15-16
• 1.3.2 人工湿地的净化机理16-20
• 1.3.3 人工湿地国内外研究概况20-22
• 1.4 课题来源及研究意义22-23
• 2 研究内容及方法23-28
• 2.1 研究内容及方法23-25
• 2.1.1 试验用水23
• 2.1.2 试验流程23-24
• 2.1.3 技术路线24-25
• 2.2 研究方法25-28
• 2.2.1 试验装置25-26
• 2.2.2 试验方法及所采用的仪器26-28
• 3 人工湿地小试反应器的设计及不同工况下处理效果分析28-35
• 3.1 人工湿地模型的构建28-29
• 3.2 人工湿地运行方式29-30
• 3.2.1 人工湿地运行方式29-30
• 3.2.2 人工湿地运行周期30
• 3.3 人工湿地运行效果分析30-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 对人工湿地填料的研究35-42
• 4.1 填料的种类和作用35-36
• 4.1.1 填料的种类35
• 4.1.2 填料的作用35-36
• 4.2 沸石作为填料的吸附机理36-37
• 4.3 填料吸附性能研究37-40
• 4.3.1 沸石吸附特性研究37-38
• 4.3.2 沸石和石灰石吸附特性比较38-40
• 4.4 填料脱附特性研究40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 人工湿地系统设计实例42-58
• 5.1 人工湿地现场概况42
• 5.2 人工湿地系统的设计42-50
• 5.2.1 前处理设施42-44
• 5.2.2 人工湿地的设计计算44-46
• 5.2.3 人工湿地的填料及植物46-47
• 5.2.4 人工湿地系统的建设47-49
• 5.2.5 人工湿地的管理及运行原则49-50
• 5.3 农村住宅生活污水的循环利用50-58
• 5.3.1 完善给排水体系50-51
• 5.3.2 节约用水，循环利用51-56
• 5.3.3 建设农村节水基础设施，普及农民节水常识56-58
• 6 结论与建议58-60
• 6.1 主要结论58-59
• 6.2 建议59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64

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