污水土地生物过滤处理的试验研究

【摘要】：近年来，随着村镇经济的繁荣发展，其水环境问题也变得日益严重，因而寻找一种基建、运行费用低，处理效果好，运行维护简单，适宜村镇应用的污水处理工艺变得日益迫切。 为此，首先对河头店镇开发区水质水量的波动情况进行了调查研究，为小城镇污水处理工艺的设计提供了参考数据；调查结果表明：夏秋季节每日污水量随时间波动较冬季大；同时，全年当中每日时变化系数随时间波动大于城镇；并且，日均污水量随时间波动较为明显，夏秋季节日均污水量明显高于春冬季节。此外，一天当中，污水指标COD、TP、NH_4~+-N浓度随时间的波动不明显；从全年来看，该区排放污水的水质有较大的波动，并且受雨季影响明显。 其次，通过对国家“十一五”重大科技专项子课题示范工程——青岛莱西市河头店镇污水处理站处理效果的持续监测，分别考察了温度、容积负荷对土地处理效果的影响以及该土地处理段污染物沿程变化情况；试验结果表明：随着水温的降低，土地处理对COD、NH_4~+-N、TN、TP的去除率逐渐降低；其中，低温条件下，温度对土地处理段氨氮去除效果的影响不显著；并且水温在12.6~21.6℃之间波动时，温度对土地处理段TN去除效果的影响较为显著。其次，在土地处理段COD容积负荷为2.1～37.54gCOD/m~3.d范围内时，对COD的去除率随着容积负荷的上升而略有提高，并且，具有一定的抗负荷冲击能力；对NH4+-N的去除率随着土地COD容积负荷的增大而逐渐降低。最后，中试污水土地处理阶段，COD、NH_4~+-N、TN、TP浓度随着土地处理沿程距离的增加而逐渐降低，其中，COD浓度在土地进水到土地1#取样口之间降低最为显著，并且氨氮去除也主要发生在土地进水到土地1#之间；此外，硝酸盐氮浓度在土地处理阶段先升高后降低。 最后，为了补充该系统低温条件下脱氮研究的不足，笔者结合小试试验研究了低温条件下水温和C/N对该系统氮去除效果的影响；试验结果表明：随水温和C/N的升高，首先系统对NH_4~+-N的去除率先增大后减小，当水温为7.3℃、C/N为5时，系统对NH_4~+-N的去除率最高，达到了91.1%；其次系统反硝化率逐渐升高，当水温为8.2℃、C/N为6时，反硝化率达到了95.4%；此外，系统中硝化反硝化作用受到影响，导致对TN的去除率先增大后减小，当水温为8.2℃、C/N为6时，系统对TN的去除率达到49.91%。在厌氧阶段，系统TN的去除主要靠反硝化作用将硝酸盐氮脱除，并且存在中间产物积累；进入好氧阶段，系统通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，只是氮素形态的转化，并未从系统中脱氮。 本试验为污水土地生物过滤处理系统在实际工程中的设计、调试和运行提供了一定的参数依据，对村镇污水处理的工艺选择和工程运用具有一定的现实意义。 【关键词】：污水土地生物过滤处理 小城镇污水 水温 容积负荷
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 绪论13-29
• 1.1 课题背景13-14
• 1.1.1 课题来源13
• 1.1.2 问题的提出13-14
• 1.2 国内外村镇污水处理技术的研究现状14-20
• 1.2.1 国外村镇污水处理的技术现状15-18
• 1.2.1.1 澳大利亚-非尔脱污水处理系统15
• 1.2.1.2 美国的高效藻类塘系统15-16
• 1.2.1.3 荷兰的一体化氧化沟16-17
• 1.2.1.4 日本研发的净化槽17
• 1.2.1.5 生态厕所技术17-18
• 1.2.2 国内村镇污水处理的技术现状18-20
• 1.2.2.1 沼气池技术18
• 1.2.2.2 稳定塘村镇生活污水处理技术18-19
• 1.2.2.3 蚯蚓生态滤池19-20
• 1.2.2.4 无动力地埋式生活污水处理装置20
• 1.2.2.5 污水土地处理技术20
• 1.3 污水土地处理技术的发展进程20-25
• 1.4 村镇污水处理工艺的优化选择25-27
• 1.5 研究的目的与意义27-28
• 1.6 研究内容28-29
• 第2章 试验工艺流程和方法29-38
• 2.1 研究区域水质水量调查研究方法29-30
• 2.1.1 河头店镇开发区概况29
• 2.1.2 监测时间及地点29-30
• 2.1.3 流量监测方法30
• 2.1.4 水质分析项目与方法30
• 2.2 污水土地生物过滤中试处理流程及方法30-34
• 2.2.1 污水土地生物过滤中试处理的流程30-31
• 2.2.2 污水土地生物过滤处理段的介绍31-33
• 2.2.3 污水站原水33
• 2.2.4 本节试验内容33
• 2.2.5 水质检测方法33-34
• 2.3 小试试验工艺流程及方法34-38
• 2.3.1 小试处理工艺的流程34-35
• 2.3.2 试验填料35-36
• 2.3.3 试验用水36
• 2.3.4 试验条件及方法36-37
• 2.3.5 水质指标监测分析方法37-38
• 第3章 污水水质水量的波动研究38-44
• 3.1 水量波动的研究38-41
• 3.1.1 每日污水产生量随时间的波动38
• 3.1.2 每日时变化系数随时间的波动38-40
• 3.1.3 日均污水量随时间的波动40-41
• 3.2 镇开发区水质波动的研究41-42
• 3.3 小结42-44
• 第4章 污水土地生物过滤处理段的中试研究44-61
• 4.1 污水土地生物过滤处理段污染物的去除机理44-45
• 4.1.1 污水土地生物过滤处理脱氮的机理44-45
• 4.1.2 污水土地生物过滤处理除磷的机理45
• 4.2 温度对去除效果的影响45-52
• 4.2.1 试验运行条件和方法46-48
• 4.2.2 温度对 COD 去除的影响48-49
• 4.2.3 温度对 NH_4~+-N 去除的影响49-50
• 4.2.4 温度对 TN 去除的影响50-51
• 4.2.5 温度对 TP 去除的影响51-52
• 4.2.6 小结52
• 4.3 COD 容积负荷对土地处理段污染物去除效果的影响52-56
• 4.3.1 试验条件53-54
• 4.3.2 容积负荷对 COD 去除效果的影响54-55
• 4.3.3 容积负荷对 NH_4~+-N 去除效果的影响55-56
• 4.3.4 小结56
• 4.4 土地处理段污染物的沿程变化情况56-61
• 4.4.1 试验条件56-57
• 4.4.2 COD 的沿程变化情况57-58
• 4.4.3 氮的沿程变化情况58-59
• 4.4.4 TP 的沿程变化情况59-60
• 4.4.5 小结60-61
• 第5章 温度和 C/N 对小试系统氮去除影响的研究61-68
• 5.1 试验结果61-62
• 5.2 对 NH_4~+-N 去除的影响62-64
• 5.3 对反硝化作用的影响64-65
• 5.4 对 TN 去除的影响65
• 5.5 系统氮素形态的转化65-67
• 5.6 小结67-68
• 第6章 结论与建议68-71
• 6.1 结论68-69
• 6.2 建议69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-77
• 致谢77

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