“生物接触氧化+人工湿地”组合工艺处理小区污水的试验研究

【摘要】： 随着我国经济的发展、人口的增加、城市化进程的不断加速和规模的不断扩大,用于污水集中处理的成本越来越高。这种情况下,在小区内建立分散型污水处理装置是尽快解决生活污水处理问题的一个重要手段,也有利于处理水的就地回用,具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。 本文主要对“生物接触氧化+人工湿地”组合工艺处理小区生活污水的试验进行了分析研究。试验分两个阶段进行,前阶段采用组合工艺连续曝气的方式运行,后阶段采用组合工艺间歇曝气的方式运行。 前阶段试验中,在进水污染程度较高,COD浓度值为156～432mg/L,NH_3-N浓度值为40.91～72.32mg/L,TN浓度为50.30～84.46mg/L,TP浓度为4.11～6.50 mg/L ,生物接触氧化池水力负荷为0.125m~3/m~2·h ,湿地系统水力负荷为0.008m~3/m~2·h,组合工艺连续运行,气水比分别为18:1、15:1、12:1和9:1时,组合工艺对COD和SS都具有良好的处理效果,能够达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)、《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)以及《城市污水再生利用-景观环境用水的再生水质标准》(GB/T18921-2002)的标准要求,而对N、P的处理效果欠佳,不能满足上述标准。针对试验原水在暑假期间污染程度降低,本试验对低浓度小区污水的处理进行了独立的研究,采用连续低气水比曝气的方式运行,同时通过增大进水负荷,以寻求组合工艺处理低浓度小区污水时的最佳效能;试验结果显示,在进水浓度较低,COD浓度值为43～201mg/L,NH_3-N浓度值为3.21～25.08 mg/L,TN浓度为16.92～38.40mg/L,TP浓度为1.10～3.38 mg /L,生物接触氧化池水力负荷为0.125m~3/m~2·h,湿地系统水力负荷为0.008m~3/m~2·h,气水比为9:1时,COD、NH_3-N能达到上述标准,TN基本达标,TP部分不能达标;在进水污染浓度更低,COD浓度值为35～79mg/L,NH_3-N浓度值为3.22～10.50 mg/L,TN浓度为17.22～26.98mg/L,TP浓度为1.10～1.62mg/L,生物接触氧化池水力负荷为0.125m~3/m~2·h,湿地系统水力负荷为0.008m~3/m~2·h,气水比控制在4:1时,各主要指标都能达到上述标准要求;在生物接触氧化池进水水力负荷增大到0.208 m~3/m~2·h,湿地系统水力负荷为0.014m~3/m~2·h,气水比保持在4:1时,COD、NH_3-N、TN都能达到上述标准要求,TP部分不能达到上述标准要求。 鉴于组合工艺连续运行处理高浓度小区污水效能不太高,试验后期将组合工艺连续运行改变成间歇运行。在进水COD浓度值为378～442mg/L,NH_3-N浓度值为47.19～75.33 mg/L,TN浓度为60.75～85.73mg/L,TP浓度为4.21～7.12mg/L,曝气强度为4.0m~3/m~2·h,曝气时间为3h、2h时,组合工艺对COD和NH_3-N的处理效果良好,能够达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)、《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)以及《城市污水再生利用-景观环境用水的再生水质标准》(GB/T18921-2002)的要求,TN和TP虽不能达标,但都有较高的去除效率,且其处理效能相差并不大;综合确定曝气强度为4.0m~3/m~2·h时,组合工艺的最佳曝气时间为2h。在进水COD浓度值为379～446mg/L,NH_3-N浓度值为67.79～85.38 mg/L,TN浓度为67.09～95.69mg/L,TP浓度为5.25～7.12mg/L,曝气强度为3.0m~3/ m~2·h,曝气时间为4h和3h时,组合工艺对COD处理效果较好,出水能够达到上述标准要求,NH_3-N、TN和TP三个指标都不能达到上述标准,曝气4h时,NH_3-N和TN的平均去除率都比曝气3h时对应的平均去除率高10%左右,TP的平均去除率相差达到21%;综合确定曝气强度为3.0m~3/m~2·h时,组合工艺的最佳曝气时间为4h。综合两种曝气强度对应的不同曝气时间下的处理功效,以及经济合理性,确定曝气强度为4.0m~3/m~2·h时,充水0.25h,曝气为2h,沉淀1h,排水0.25h,为组合工艺的最佳工况。 针对不同浓度的小区污水,本文认为可以通过调整组合工艺的运行方式以满足标准要求。对于较高污染浓度的小区污水按照间歇运行的方式运行,对污染浓度较低的小区污水采用低气水比连续曝气的方式运行。 【关键词】：生物接触氧化池 人工湿地 小区污水 连续曝气 气水比 间歇曝气 曝气强度 曝气周期
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 我国水污染及处理现状10-13
• 1.1.1 我国水污染现状10-11
• 1.1.2 我国污水处理现状11-13
• 1.2 小区污水处理的必要性和重要性13-14
• 1.3 小区污水处理的工艺要求14-15
• 1.4 小区污水处理技术的常用工艺15-18
• 1.5 国内外现状18-23
• 1.5.1 小区污水处理技术的国外现状18-19
• 1.5.2 小区污水处理技术的国内现状19-20
• 1.5.3 生物接触氧化法的技术现状20-22
• 1.5.4 人工湿地的技术现状22-23
• 1.6 课题的提出，研究目的和内容23-26
• 1.6.1 课题的提出23-24
• 1.6.2 课题的研究目的24
• 1.6.3 课题的研究内容24-26
• 2 反应器与试验设计26-38
• 2.1 生物接触氧化池26-30
• 2.1.1 生物接触氧化池的结构26-28
• 2.1.2 填料选择28-29
• 2.1.3 曝气系统29-30
• 2.1.4 生物接触氧化池的运行30
• 2.2 人工湿地30-35
• 2.2.1 人工湿地的结构30-31
• 2.2.3 填料选择31-32
• 2.2.4 植物选择32-35
• 2.2.5 人工湿地的运行35
• 2.3 试验设计与方法35-38
• 2.3.1 试验原水水质35
• 2.3.2 试验流程35-36
• 2.3.3 试验仪器与分析方法36-38
• 3 组合工艺的启动试验38-46
• 3.1 生物接触氧化池的启动38-39
• 3.1.1 生物接触氧化池的启动方法38
• 3.1.2 启动试验结果及分析38-39
• 3.1.3 生物膜的生长情况39
• 3.2 人工湿地的启动39-43
• 3.2.1 人工湿地的启动方法39-40
• 3.2.2 启动试验结果及分析40-42
• 3.2.3 植物及生物膜的生长情况42-43
• 3.3 组合工艺的过渡性试验43-46
• 4 连续运行“生物接触氧化+人工湿地”组合工艺处理46-62
• 小区污水效能研究46
• 4.1 组合工艺连续运行效能分析46-53
• 4.1.1 COD 的去除效能46-47
• 4.1.2 NH_3-N 的去除效能47-49
• 4.1.2 TN 的去除效能49-50
• 4.1.3 TP 的去除效能50-52
• 4.1.4 SS 的去除效能52
• 4.1.5 连续运行组合工艺总体效能分析52-53
• 4.2 组合工艺处理低浓度小区污水的效能分析53-59
• 4.2.1 COD 的去除效能54-55
• 4.2.2 NH_3-N 的去除效能55-56
• 4.2.3 TN 的去除效能56-58
• 4.2.4 TP 的去除效能58-59
• 4.3 小结59-62
• 5 间歇运行“生物接触氧化+人工湿地”组合工艺处理小区污水效能研究62-78
• 5.1 生物接触氧化池内活性污泥的培养62
• 5.2 组合工艺间歇运行的处理效能62-72
• 5.2.1 曝气强度为4.0 m~3/m~2·h 时组合工艺的处理效能62-68
• 5.2.2 曝气强度为3.0 m~3/m~2·h 时组合工艺的处理效能68-72
• 5.3 组合工艺（间歇运行）处理效能的影响因素72-76
• 5.3.1 温度72-73
• 5.3.2 曝气强度73-74
• 5.3.3 曝气周期74
• 5.3.4 进水底物浓度74-75
• 5.3.5 填料75-76
• 5.4 小结76-78
• 6 结论和建议78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 建议79-80
• 致谢80-82
• 参考文献82-88
• 附录88

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