生态人工快速渗滤系统（ECRI）处理高浓度生活污水工艺研究

【摘要】： CRI系统工艺过程简单、工程投资抵、运行成本少,在处理城市生活污水和受污染的地表水时具有明显效果,得到很好的工程应用。但CRI系统对总氮、总磷去除效果不佳、滤料易堵塞、生态景观性差、在低温条件下运行效果差等问题,在对水质要求日益提高的今天限制了其应用推广。 针对以上问题,本论文研究拟在原CRI系统快渗池中添加植物,形成生态人工快渗系统(Ecology Constructed Rapid Infiltration,简称ECRI系统)。本论文在研究ECRI系统对高浓度生活污水去除效果基础上,在后置反硝化段添加缓释碳源,增加对总氮的去除,并对ECRI系统进行越冬试验,最后选择安徽省某高速公路服务区生活污水进行试验性工程实践。 在种有紫背天葵的ECRI系统中前段设置微曝气预处理,后置反硝化段,设定运行参数:固定湿干比1:5,水力负荷0.8 m/d,采用一天4个HLC,一次进水为0.5 h,落干时间为5.5 h,稳定运行3个月。试验结果表明,出水CODCr﹑NH4-N和SS平均去除率分别达到94.4%、97.0%、96.9%,均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB19818-2002)一级A排放标准;出水TP能达到一级B排放标准,但TN去除效果较差,去除率仅为68.9%。 在ECRI系统中后置反硝化段中添加缓释碳源,出水总氮去除率达到80.0%以上,与未添加缓释碳源相比有明显提高;添加了40cm厚的缓释碳源的2#系统比添加了20cm厚的1#系统出水中TN去除率由88.0%提高至89. 6 %,但是COD,NH4-N,TP等去除率提高不明显;电子显微镜观察分析表明缓释碳源碎树枝表面以丝状菌和球菌为主,为优势菌群。 对ECRI系统进行越冬试验,通过在进水管加保温层,快渗池表面增加覆膜温室等合理防冻措施,可保证该系统在北方零下10度左右的温度下正常运行,但处理效果低于夏季;出水各污染物指标中,NH4-N和T-N受气温变化影响最大,COD次之,T-P几乎不受影响。 最后选择安徽省某高速公路服务区生活污水进行工程实例,水力负荷达到2.0 m/d,整个系统运行稳定出水水质良好,CODCr、氨氮、总氮等指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB/T18918-2002)一级A排放标准。作为一种新型生态处理技术,ECRI系统良好的技术经济性能,比较适合高速公路服务区生活污水的处理,具有良好的应用前景。 【关键词】：生态人工快渗系统 高浓度生活污水 总氮 碳源
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 人工快速渗滤系统的概述11
• 1.2 人工快速渗滤系统研究现状11-22
• 1.2.1 人工快速渗滤系统特征及应用现状11-13
• 1.2.2 人工快速渗滤系统的污染物去除机理13-18
• 1.2.3 人工快速渗滤设计和运行参数研究18-20
• 1.2.4 人工快速渗滤系统其他主要研究方向20-22
• 1.3 生态人工快渗系统概念的提出22-24
• 1.3.1 人工快速渗滤系统存在问题22-23
• 1.3.2 新时期对水质的新要求23
• 1.3.3 生态人工快渗系统概念的提出23-24
• 1.4 研究目标和主要内容24-27
• 1.4.1 研究目标24
• 1.4.2 主要研究内容24-25
• 1.4.3 研究方法25
• 1.4.4 技术路线25-27
• 第2章 ECRI 工艺处理高浓度生活污水实验研究27-50
• 2.1 试验设计27-31
• 2.1.1 试验原水及特征27-28
• 2.1.2 试验装置28-29
• 2.1.3 ECRI 填料的选择29-30
• 2.1.4 ECRI 植物的选择30-31
• 2.2 分析方法31
• 2.3 试验的运行与结果31-37
• 2.3.1 试验的运行31-32
• 2.3.2 ECRI 工艺处理生活污水运行结果32-37
• 2.4 试验结果分析与讨论37-49
• 2.4.1 ECRI 工艺对CODCr 的去除37-40
• 2.4.2 ECRI 工艺对NH4-N 的去除40-44
• 2.4.3 ECRI 工艺对SS 的去除44-45
• 2.4.4 ECRI 工艺对TN 的去除45-47
• 2.4.5 ECRI 工艺对TP 的去除47-49
• 2.5 本章小结49-50
• 第3章 添加缓释碳源对ECRI 系统运行效果的影响研究50-70
• 3.1 ECRI 系统中缓释碳源材料的选择50-55
• 3.1.1 试验材料与方法51-52
• 3.1.2 分析方法52-53
• 3.1.3 试验结果与讨论53-55
• 3.2 添加缓释碳源后ECRI 处理高氨氮生活污水的试验研究55-69
• 3.2.1 试验装置及运行方式55-56
• 3.2.2 试验测试项目及分析方法56-57
• 3.2.3 添加缓释碳源ECRI系统处理高氨氮生活废水的实验运行与处理效果研究57-64
• 3.2.4 试验结果分析与讨论64-69
• 3.3 本章小结69-70
• 第4章 添加缓释碳源的ECRI 系统越冬实验研究70-82
• 4.1 实验概况70-71
• 4.2 越冬实验观测结果71-77
• 4.2.1 11 月份观测结果71-73
• 4.2.2 12 月份观测结果73-74
• 4.2.3 24 小时地温水温连续观测记录74-77
• 4.3 越冬实验结果与分析77-80
• 4.3.1 植物的生长情况比较77-78
• 4.3.2 低温下出水效果分析78-80
• 4.4 本章小结80-82
• 第5章 ECRI 工艺案例分析82-93
• 5.1 工程概况82-84
• 5.2 运行效果分析84-89
• 5.3 ECRI 工艺技术经济评估89-92
• 5.3.1 技术原理分析89-90
• 5.3.2 技术经济分析90-91
• 5.3.3 技术应用面临的主要问题91-92
• 5.3.4 ECRI 工艺的技术经济性能评估92
• 5.4 本章小结92-93
• 第6章 结论和建议93-95
• 6.1 结论93-94
• 6.2 建议94-95
• 参考文献95-101
• 致谢101-102
• 附录102

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