小城镇污水处理厂污泥土壤化植物床应用技术研究

【摘要】：随着我国城市污水处理率逐渐提高,污泥产量也快速增加。污泥的资源化利用问题已经成为世界污泥研究的焦点之一。污泥土壤化植物床技术能实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化,是一种污泥土地利用方式,非常适合用于农村地区和中小城镇污水处理系统污泥的处理处置,适合我国国情。相比传统污泥干化床,植物床技术引入植物,是一项集太阳能干燥、堆肥、植物处理系统、有机肥生产等多项技术于一体的实用技术。植物床建成后,除了植物的直接吸收作用,植物床最主要的作用是植物根系泌氧作用使污泥层形成一个多样化的微生物环境,极大的增加了微生物群落的作用。 本文通过一个小试规模试验装置和四个中试规模试验单元,对植物床渗滤液水质,污泥TS和VS,污泥重金属总量和形态变化进行了分析,研究比较了种植甜象草、芦苇、香蒲的植物床对污泥的处理效果。 植物床脱水和稳定化效果受季节和植物生长状况的影响。试验中投加污泥的TS为2.6%-9.3%和,夏季甜象草床污泥TS能达到22.2%-25.9%,香蒲床污泥TS更高,达到24.4%-27.2%；冬季香蒲床污泥TS降到17.5%-19.9%,芦苇床污泥TS为18.8%-20.9%。综合比较脱水效果：夏季冬季;芦苇香蒲甜象草。污泥中VS的变化与TS变化相似。试验还发现甜象草无法适应高负荷污泥环境,不能用于植物床的应用。 渗滤作用是污泥脱水的主要机制,植物吸收和叶片蒸腾作用对污泥脱水的贡献受植物生长和季节的影响,夏季生长旺盛的植物脱水量几乎与渗滤作用相同。 植物床对总磷的去除最明显,渗滤液平均TP浓度仅有1.41mg/L～5.55mg/L较污泥滤液去除率达到83.6%-95.8%,其主要是通过滤层材料的吸附。渗滤液中氮的去除主要是通过硝化-反硝化作用,植物生长状况影响根系泌氧作用,继而影响床体有氧-缺氧环境,渗滤液出水COD浓度为40.4mg/L～83.5mg/L,冬季渗滤液COD浓度比夏季低,而夏季的COD比冬季的波动更大。 所有污泥的重金属含量均达到《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质CJ/T309-2009》中B级污泥要求,能够直接用于特定作物进行农田利用。经过四个月植物床系统处理,污泥中的重金属含量均有所降低。而且重金属形态分布也出现不同程度的变化,Zn、Cr、Ni、As的稳定态都有一定程度的增加,说明香蒲对其具有稳定效果：香蒲床污泥中Cu、Pb各形态比较稳定：而Cd的稳定态大幅减少,主要是铁锰氧化物结合态大量增加,增强了Cd的生物危害性。甜象草对重金属的去除与稳定作用都弱于香蒲；而芦苇由于生长状况的原因,表现不稳定。 【关键词】：植物床 污泥 脱水 渗滤液 重金属
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-29
• 1.1 污泥处理处置技术12-15
• 1.1.1 污泥处理技术12-14
• 1.1.2 污泥处置技术14-15
• 1.2 污泥土地利用概况及存在问题15-19
• 1.2.1 国外污泥土地利用概况15-17
• 1.2.2 国内污泥土地利用概况17-18
• 1.2.3 污泥土地利用需注意的问题18-19
• 1.3 污泥土壤化植物床技术19-27
• 1.3.1 污泥土壤化植物床特点19-20
• 1.3.2 植物床植物的作用20
• 1.3.3 植物床技术研究进展20-25
• 1.3.4 植物床技术应用概况25-27
• 1.4 本论文课题来源27
• 1.5 研究目标及意义27
• 1.6 主要研究内容27-28
• 1.7 技术路线28-29
• 第二章 试验地点、设置与方法29-39
• 2.1 植物床试验点介绍29-30
• 2.1.1 试验选址29
• 2.1.2 依托工程29-30
• 2.2 植物床设计30-32
• 2.3 试验材料32-33
• 2.3.1 植物选择32
• 2.3.2 试验设备32-33
• 2.4 植物床运行流程33-34
• 2.5 取样方式34-35
• 2.5.1 水质分析取样34
• 2.5.2 污泥分析取样34-35
• 2.6 实验方法35-39
• 2.6.1 水质检测35-36
• 2.6.2 污泥TS、VS检测36
• 2.6.3 污泥重金属总量检测36-37
• 2.6.4 污泥重金属形态检测37-39
• 第三章 植物床运行效能及渗滤液水质分析39-56
• 3.1 植物生长状况39-43
• 3.2 植物床床体脱水和稳定化效果43-46
• 3.2.1 床体污泥TS变化43-44
• 3.2.2 渗滤液出水流量变化44-45
• 3.2.3 植物床污泥VS变化45-46
• 3.3 植物床渗滤液水质变化46-54
• 3.3.1 渗滤液水质CODcr变化47-48
• 3.3.2 氮浓度的变化48-53
• 3.3.3 TP浓度的变化53-54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 污泥重金属变化研究56-68
• 4.1 重金属检测方法选择56-58
• 4.2 试验投加污泥样品重金属分析58-61
• 4.3 植物床污泥重金属总量变化61-64
• 4.4 重金属形态变化研究64-67
• 4.4.1 重金属形态分布64-66
• 4.4.2 重金属潜在迁移能力变化66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 结论与建议68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 未来工作建议69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73

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