折流式+侧流式人工湿地处理城市污水试验研究

【摘要】： 人工湿地处理污水具有“一高三低一不”的特点,即高效率、低投资、低运行费用、低维持技术和基本不用电。但同时存在运行过程易堵塞,占地面积大,负荷小,湿地床内溶解氧低除氮效果不是很好等问题。本实验针对目前人工湿地存在的问题,在现有潜流湿地的基础上,设计了一套新型人工湿地——折流式+侧流式人工湿地床,试图提高人工湿地的污水处理效率,增加湿地床的利用效率达到减少占地面积和水力停留时间,同时减小堵塞的可能性的目的,并对其处理城市污水进行了实验研究。 人工湿地床的基质采用酶促填料。该填料比表面积大,孔隙率高并有一定机械强度的材料,有利于微生物的附着和生长繁殖,保持较多的生物量,而且有利于微生物代谢过程中所需氧气和营养物质的传质过程。本试验选择本地生长植物风车草,芦竹,水生美人蕉,菖蒲,小叶浮萍作为湿地植物。试验过程中,湿地床采用自然挂膜,初期间歇进水和水位控制,中期和后期采用连续进水方式启动试验。在进水流量控制在Q=2~2.3m3/d,即HRT为72h左右和相对稳定进水水质条件下,试验启动30天后经检测发现,湿地系统植物生长茂盛,生物相非常丰富,出水COD值稳定在50～60mg/L之间,去除率达到80℅以上,这标志着湿地床系统启动成功。 负荷运行阶段,试验分回流比R=0.5和R=1两种情况,每个回流比分别分五个工况进行,分别对各个工况的试验数据进行了整理分析。试验结果表明,湿地床对有机物的去除率随着水力停留时间的增长而明显提高,在相同的HRT下, R=1工况下湿地床对有机物的去除率比R=0.5偏高。当R=1,HRT为24h～72h时,有机物去除率为63.16%～90.10%;当R=0.5,HRT为24h～72h时,有机物去除率为57.33%～87.65%;说明水力停留时间对有机物的去除效果影响比较大。试验虽然通过跌水和复氧槽提高湿地床内溶解氧浓度,但是试验发现湿地床对氮的去除效果不是很明显。试验发现,在相同的HRT下,回流比对氮的去除有一定的影响,当R=0.5时,氨氮、总氮的去除率分别为7.57%～17.63%、16.27%～27.26%;当R=1时,氨氮、总氮的去除率分别为9.58%～19.51%、19.28%～29.56%。进水经过折流湿地床后氨氮浓度有所升高,分析可能是由于厌氧反应所致。 通过对跌水复氧和复氧槽复氧研究表明:当复氧槽长4m时,复氧量基本上可以达到3.0mg/L以上,跌水复氧的效果比复氧槽复氧效果要好,1.5m高的跌水,平均复氧量就能达到3.0mg/L。试验得出跌水复氧模型。试验发现,折流式湿地床在水力负荷较高时易发生堵塞现象,且随着水力负荷的提高堵塞的频率也越高。 【关键词】：折流式湿地床 侧流式湿地床 污水处理 复氧 堵塞
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 人工湿地污水处理系统概述11-14
• 1.1.1 人工湿地定义11
• 1.1.2 人工湿地的类型及特点11-12
• 1.1.3 人工湿地的构造12-13
• 1.1.4 人工湿地污水处理系统的功能特点13-14
• 1.2 人工湿地污水处理净化机理14-16
• 1.2.1 污染物去除机理14
• 1.2.2 微生物的净化机理14-15
• 1.2.3 湿地基质的净化机理15
• 1.2.4 湿地植物的净化机理15-16
• 1.3 影响人工湿地净化效果的因素16-17
• 1.3.1 人工湿地类型对净化效果的影响16
• 1.3.2 填料性质和填料颗粒大小对净化效果的影响16
• 1.3.3 植物种类对净化效果的影响16
• 1.3.4 运行参数的影响16-17
• 1.3.5 其它因素17
• 1.4 人工湿地污水处理技术国内外研究现状17-18
• 1.4.1 国外研究现状17
• 1.4.2 国内研究现状17-18
• 1.5 课题的提出、研究目的及内容18-21
• 1.5.1 课题的提出及其意义18
• 1.5.2 研究的目的及其内容18-21
• 2 反应器模型设计21-29
• 2.1 反应器模型21-24
• 2.1.1 反应器设计思路21
• 2.1.2 反应器构造21-24
• 2.2 填料选择24-25
• 2.2.1 填料在人工湿地中的作用24
• 2.2.2 试验湿地床填料的选择24-25
• 2.3 植物选择25-29
• 2.3.1 植物在人工湿地中的作用25-26
• 2.3.2 试验湿地床植物种类的选择26-27
• 2.3.3 试验湿地床植物的种植27-29
• 3 试验过程与方法29-35
• 3.1 试验地点29
• 3.2 试验水质29
• 3.3 试验流程29-32
• 3.4 试验内容32-33
• 3.4.1 影响因素及水平确定33
• 3.4.2 试验进度安排33
• 3.5 试验仪器及分析方法33-35
• 3.5.1 物理指标33
• 3.5.2 常规指标33-34
• 3.5.3 生物特性指标34-35
• 4 试验结果及分析35-59
• 4.1 反应器启动试验35-37
• 4.1.1 反应器启动方法35-36
• 4.1.2 启动试验结果及分析36
• 4.1.3 生物膜的生长情况36-37
• 4.1.4 植物的生长情况37
• 4.2 反应器负荷运行期试验研究37-38
• 4.3 COD 的去除效果38-43
• 4.3.1 HRT 对COD 去除效果分析39-40
• 4.3.2 COD 面积负荷对COD 去除效果分析40-41
• 4.3.3 COD 面积负荷与出水COD 的关系41-42
• 4.3.4 水力负荷对COD 去除效果分析42-43
• 4.4 SS 的去除效果43-46
• 4.4.1 HRT 对SS 去除效果分析44-45
• 4.4.2 水力负荷对SS 去除效果分析45-46
• 4.5 N 的去除效果46-56
• 4.5.1 N 的去除机理46-47
• 4.5.2 NH4+-N 的去除效果47-52
• 4.5.3 TN 的去除效果52-56
• 4.6 TP 的去除效果56-59
• 4.6.1 除P 机理56-57
• 4.6.2 试验对P 的去除效果分析57-59
• 5 人工湿地运行效能的影响因素分析59-63
• 5.1 降雨、蒸发与蒸腾对人工湿地运行效能的影响59-60
• 5.1.1 降雨对人工湿地运行效能的影响59
• 5.1.2 蒸发与蒸腾对人工湿地运行效能的影响59-60
• 5.2 温度对人工湿地运行效能的影响60-61
• 5.2.1 温度对微生物的影响60-61
• 5.2.2 温度对植物的影响61
• 5.3 植物的收割对人工湿地运行效能的影响61-63
• 6 人工湿地堵塞和复氧研究63-71
• 6.1 人工湿地大气复氧研究63-67
• 6.1.1 跌水复氧63-64
• 6.1.1 跌水复氧检验64-65
• 6.1.3 复氧槽复氧65-67
• 6.1.4 大气复氧的影响因素67
• 6.2 人工湿地床水头损失及堵塞67-71
• 6.2.1 人工湿地床堵塞现象67-68
• 6.2.2 湿地床堵塞机理68
• 6.2.3 湿地床水头损失分析68-69
• 6.2.4 湿地床堵塞原因分析69-70
• 6.2.5 湿地床堵塞预防措施70-71
• 7 结论与建议71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 建议72-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 附录79-80
• 独创性声明80
• 学位论文版权使用授权书80

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