生物质灰渣对生活污水处理效果的研究

【摘要】：长久以来,生活污水处理是农村环境建设的薄弱环节,由于人口密度小、居住分散等原因,农村生活污水难以收集和集中处理,制约了大型的污水处理设备的建设。所以,生活污水未经处理就直接排放的现象普遍存在,生活污水排放到周边农田、河流或湖泊,对农村生态环境造成威胁,严重制约了农村地区生态建设。随着我国经济社会的快速发展,城乡建设的加快,农村生活污水的处理越来越受到关注。而由此应用而生的分散型生活污水处理技术开始受到人们的关注,并日益成为当前农村生活污水处理的研究热点。 结合重庆多山的地形特征和农村分散居住的特点,本文以生物质灰渣为材料,采用土壤渗滤系统,利用生物质灰渣疏松多孔和强大的吸附性能,通过消纳、吸收,净化生活污水,研究生物质灰渣对生活污水的处理效果。试验设计进水水力负荷、填料密度和生物质灰渣颗粒粒径,研究不同因素对生活污水处理的影响,探究最佳操作参数,为生物质灰渣的高效利用提供理论指导。主要结论如下： 1、生物质灰渣对生活污水中化学需氧量(COD)的去除效果随着水力负荷的增加呈递减的趋势,5种处理的去除效果表现为W1(5cm3/(cm2-d))W5(7.5cm3/(cm2-d))W4(10cm3/(cm2-d))W3(12.5cm3/(cm2-d))W2(15cm3/(cm2·d)),在水力负荷为7.5～12.5cm3/(cm2·d)范围内,生物质灰渣对COD的去除效果最好。5种水力负荷出水总氮(TN)浓度随进水次数的增加先降低后升高,这个过程中,5种水力负荷下出水TN浓度分别为14.54mg/L、12.65mg/L、6.89mg/L、5.61mg/L和3.46mg/L,去除率为46.6%、52.2%、81.0%、84.8%和88.4%,随水力负荷的增加,TN的去除效果显著增加。出水总磷(TP)浓度随进水次数的增加逐渐升高,去除效果逐渐减弱。改变水力负荷对TP的去除产生消极影响,随着水力负荷的增加,TP去除效果降低,大小为W4W3W5W2W1。5种水力负荷下氨氮的去除效果均表现优良,去除率分别达到98%以上,效果显著。 2、随着填料密度的增加,生物质灰渣对COD的去除率表现出先升高后降低的趋势,平均去除率大小顺序为R2(0.35g/cm3) R1(0.3g/cm3) R3(0.4g/cm3)。多重比较发现,R2、R1与R3处理存在显著的差异性,R3处理对COD的去除效果最差。三种密度填料对TN的去除率大小表现为R2(84.8%) R3(43.3%) R1(26.1%),可见0.35g/cm3的填料密度对TN的去除效果最好。三种密度下平均出水TP浓度分别为0.406mg/L、0.249mg/L和0.406mg/L,平均去除率大小顺序为R2(91.3%)R1(85.8%)R3(85.6%),去除效果都较高,方差分析显示3种处理不存在显著性差异。3种处理对氨氮的去除效果良好,去除率均达到97%以上,处理间不存在差异性。 3、生物质灰渣对COD的去除效果随粒径的增加而增加,在0.25～0.5mm粒径范围内出水COD浓度为29.9mg/L,去除率为79.2%,去除效果最好。试验运行期间,出水TN浓度随进水次数的增加而增加,前期均保持较高的TN去除率。随着颗粒粒径的增加,TN的去除效果逐渐增加,L6(0.1mm)对TN的去除效果最好。出水TP浓度随着试验的进行逐渐升高,试验运行期间,TP的出水浓度大小为L4(0.1～0.25mm)L1(0,25～0.5mm)L3(0.25～0.5mm+0.1mm)L2(0.25～0.5mm+0.1～0.25mm)L5(0.1～0.25mm+0.1mm)L6(0.1mm),颗粒粒径小于0.1mm时,生物质灰渣对TP的去除效果最差。随着进水次数的增加,0.1mm颗粒填料对氨氮的去除效果减弱,出水氨氮浓度逐渐升高,而粒径为0.25-0.5mm的填料则表现出较强的氨氮去除效果。 4、通过水力负荷和填料密度综合研究发现,填料密度在0.3-0.35g/cm3,水力负荷在7.5-12.5cm3/(cm2·d)之间时,生物质灰渣对生活污水中COD的处理效果最好；低水力负荷下高密度的填料对TN的去除效果较好,高水力负荷下中等填料密度则具有较好的效果,相比而言R2W5处理效果最好；低水力负荷和中密度填料对生活污水中TP的去除效果较好；氨氮的去除受调控因子限制较小,各种处理均能较好的去除生活污水中的氨氮。 【关键词】：生物质灰渣 生活污水 水力负荷 粒径 密度
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 文献综述12-22
• 1.1 生活污水的概况12-13
• 1.2 生活污水的特性13-14
• 1.3 生活污水的处理现状14
• 1.4 生活污水的研究概况14-18
• 1.4.1 国外生活污水处理现状14-15
• 1.4.2 国内农村污水处理现状15-18
• 1.5 生物质灰渣的特性及利用18-20
• 1.5.1 生物质灰渣的理化性质18-20
• 1.5.2 生物质灰渣的农业利用20
• 1.6 结语20-22
• 第2章 绪论22-24
• 2.1 研究目的和意义22
• 2.2 研究目标22
• 2.3 研究内容22
• 2.4 研究技术路线22-24
• 第3章 材料与方法24-28
• 3.1 试验材料24
• 3.2 实验设计24-25
• 3.3 测定方法25-26
• 3.4 数据处理与计算26-28
• 第4章 结果与分析28-50
• 4.1 改变水力负荷对生物质灰渣处理生活污水的效果影响28-34
• 4.1.1 改变水力负荷对生活污水中COD去除的影响28-29
• 4.1.2 改变水力负荷对生活污水中TN去除的影响29-31
• 4.1.3 改变水力负荷对生活污水中TP去除的影响31-32
• 4.1.4 改变水力负荷对生活污水中氨氮去除的影响32-33
• 4.1.5 小结33-34
• 4.2 填料密度对生物质灰渣处理生活污水的效果影响34-40
• 4.2.1 填料密度对生活污水中COD去除的影响34-36
• 4.2.2 填料密度对生活污水中TN去除的影响36-37
• 4.2.3 填料密度对生活污水中TP去除的影响37-38
• 4.2.4 填料密度对生活污水中氨氮去除的影响38-39
• 4.2.5 小结39-40
• 4.3 填料密度和水力负荷组合方式对生物质灰渣生活污水的处理效果的影响40-42
• 4.3.1 不同组合方式对生活污水中COD的处理效果40-41
• 4.3.2 不同组合方式对生活污水中TN的处理效果41
• 4.3.3 不同组合方式对生活污水中TP的处理效果41-42
• 4.3.4 不同组合方式对生活污水中氨氮的处理效果42
• 4.4 填料颗粒粒径对生物质灰渣处理生活污水的影响42-50
• 4.4.1 不同粒径对生活污水中COD去除的影响42-44
• 4.4.2 不同粒径对生活污水中TN去除的影响44-45
• 4.4.3 不同粒径对生活污水中TP去除的影响45-46
• 4.4.4 不同粒径对生活污水中氨氮去除的影响46-48
• 4.4.5 小结48-50
• 第5章 结论与展望50-52
• 参考文献52-56
• 致谢56-58
• 参加课题与发表论文58

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