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树皮水解产物作为污水厂深度处理反硝化碳源的适配性研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:48:52
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树皮水解产物作为污水厂深度处理反硝化碳源的适配性研究【摘要】:目前,在城市生活污水的处理过程中常常会遇到碳源不足的问题,这样会降低系统的脱氮效率。传统的外加碳源如甲醇、乙酸等具有成

【摘要】:目前,在城市生活污水的处理过程中常常会遇到碳源不足的问题,这样会降低系统的脱氮效率。传统的外加碳源如甲醇、乙酸等具有成本高、管理难等问题,所以更多研究者采用天然有机物作为外加碳源。纤维素物质所含有机物的释放规律决定着反硝化反应的进程,所以本试验重点研究杉树皮释放碳源的规律如碳源释放量、反应速率以及影响碳源释放的因素等。 试验采用以杉树皮为填料的垂直流人工湿地系统,并单一改变装置的水力停留时间或者进水硝酸盐负荷,各因素试验均分为五个阶段,研究这两个因素对装置内树皮所释放的碳源量及其反应速率的影响,试验所得结论如下: (1)树皮经过挂膜阶段后投入人工湿地装置进入驯化阶段,驯化期分为四个阶段。在这四个阶段中,乙酸钠的浓度从200mg/L逐渐降低至0mg/L,当不添加外加碳源时,系统最终达到稳定状态后硝态氮的去除率在43%左右。 (2)树皮释放的总碳源含量与水力停留时间满足关系式:C=28.574ln(t)+34.475。当水力停留时间在0.75d~1.12d时,单位体积树皮释放碳源速率随着水力停留时间的提高而增大;在1.12d~4.48d时,单位体积树皮释放碳源速率随着水力停留时间的提高而有所下降;水力停留时间为1.12d时最利于树皮释放碳源。试验过程中,装置内单位体积树皮每天释放的碳源量最大值为39.85mg,最小值为16.48mg。有机物的消耗速率为30mg/(L·d)左右,该速率与水力停留时间的改变无关。装置出水CODcr浓度随着水力停留时间的提高而增大,但不会造成出水的二次污染。 (3)硝酸盐负荷影响试验结果表明,树皮所释放的碳源浓度最大可以达到45.23mg/L~47.14mg/L。装置内单位体积树皮释放碳源速率与进水硝酸盐负荷满足关系式:y=1.063x+9.798,即随着硝酸盐负荷的减小碳源释放速率逐渐减小。当NaNO3浓度为180mg/L时,单位体积树皮每天释放的平均碳源量达到最大值为41.22mg。装置内有机物的消耗速率随着进水硝酸盐负荷的减小而降低,最大的平均有机物消耗速率为37.02mg/(L·d),最小的平均有机物消耗速率为21.59mg/(L·d)。装置出水CODcr浓度随着硝酸盐负荷的提高而增大,但不会造成出水的二次污染。 (4)利用污水厂二沉池出水作为人工湿地装置进水,系统运行稳定后硝态氮的去除率能够维持在60%左右,且装置出水CODcr浓度仍能达标。树皮所能释放的总CODcr浓度范围为16.17mg/L~17.57mg/L,树皮每天的释放碳源量平均值为40.28mg。 【关键词】:杉树皮 人工湿地 深度脱氮 外加碳源
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-29
  • 1.1 水污染现状10-11
  • 1.2 人工湿地概述11-13
  • 1.3 人工湿地的组成13-15
  • 1.3.1 基质13
  • 1.3.2 植物13-14
  • 1.3.3 微生物14
  • 1.3.4 水14-15
  • 1.4 人工湿地的分类及其特点15-16
  • 1.4.1 表面流人工湿地15
  • 1.4.2 潜流人工湿地15-16
  • 1.4.3 垂直流人工湿地16
  • 1.5 氮元素的污染及其去除机理16-22
  • 1.5.1 水体富营养化现状16-18
  • 1.5.2 氮元素的污染现状及危害18-19
  • 1.5.3 人工湿地的脱氮机理19-22
  • 1.6 国内外人工湿地脱氮外加碳源的研究22-27
  • 1.6.1 传统碳源22-24
  • 1.6.2 新型碳源24-27
  • 1.7 天然有机物作为反硝化碳源的发展趋势27-29
  • 第2章 研究目的、内容及方法29-35
  • 2.1 研究目的及意义29-30
  • 2.2 技术路线30
  • 2.3 研究内容及拟解决的关键问题30-32
  • 2.4 试验方法32-35
  • 第3章 人工湿地系统内树皮填料的挂膜与驯化35-41
  • 3.1 试验目的35
  • 3.2 试验装置与方法35-38
  • 3.2.1 试验装置35-37
  • 3.2.2 试验方法与步骤37-38
  • 3.3 试验结果与讨论38-39
  • 3.4 本章小结39-41
  • 第4章 水力停留时间对树皮释放碳源的影响41-52
  • 4.1 试验目的41
  • 4.2 试验方法41-42
  • 4.3 试验结果与讨论42-50
  • 4.3.1 进出水硝态氮浓度及其反应速率42-45
  • 4.3.2 进出水 COD、总糖浓度45-46
  • 4.3.3 树皮释放的碳源量及其反应速率46-50
  • 4.4 本章小结50-52
  • 第5章 硝酸盐负荷对树皮释放碳源的影响52-63
  • 5.1 试验目的52
  • 5.2 试验方法52-53
  • 5.3 试验结果与讨论53-62
  • 5.3.1 进出水硝态氮浓度及其反应速率53-56
  • 5.3.2 进出水 COD、总糖浓度56-58
  • 5.3.3 树皮释放的碳源量及其反应速率58-62
  • 5.4 本章小结62-63
  • 第6章 人工湿地系统对污水厂出水深度脱氮试验63-66
  • 6.1 试验目的63
  • 6.2 试验方法63
  • 6.3 试验结果与讨论63-65
  • 6.3.1 进出水硝态氮及 COD 浓度63-65
  • 6.3.2 树皮释放的碳源量65
  • 6.4 本章小结65-66
  • 第7章 结论与建议66-68
  • 7.1 试验结论66-67
  • 7.2 试验建议67-68
  • 参考文献68-72
  • 致谢72


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