南四湖流域农村生活污水现状调查与处理工艺研究

【摘要】：近几年建设部对全国部分村庄调查显示：96%的农村没有排水沟渠和污水处理系统。污水直接就地势排入周边水体，造成河流、水塘等水环境污染，是农村重大的安全隐患，也是生态文明社会发展的巨大问题。解决农村水环境污染的问题，重要的是因地制宜，形成符合农村特点的技术路线和工艺措施。 本研究选择位于南水北调工程山东段，南四湖水源保护区，微山湖流域内的济宁市微山县西万四村。通过对该村生活污水的现状的实地调查，获得生活污水水质水量资料以及污水收集和处理情况，提出适宜的污水处理工艺。结合新农村建设的发展规划，研究提出符合未来发展要求的工艺措施，并对上述工艺进行了初步的设计和技术研究。通过研究得到以下结论： (1)通过对南四湖地区农村生活污水的实地调查得出，农户夏季每天的用水量最大，为42.9L/(d·人)；冬季用水量最少，为20.27L/(d·人)，平均为31.55L/(d·人)。夏季生活用水中洗菜(锅碗)、洗漱(澡)和洗衣的用水量最大，占总用水量的76.46%，占产污总量的90.64%，是生活污水的主要来源。该地区农村夏季的污水产量最多，为35.2L/(d·人)，冬季污水产量较少，为14.86L/(d·人)，平均为25.67L/(d·人)，平均产污系数为0.79。该农村农户以干厕为主，有冲水厕所农户的粪便水不进入污水。因此，该农村的污水中只有灰水，没有黑水。 (2)该村生活污水中的污染物浓度较低，但变化范围较大。COD浓度为53.7～176.86mg/L，NH_3-N为7.32～35.17mg/L,TP为1.62～8.28mg/L，SS在84～237mg/L。污水收集管网及污水处理设施不健全，致使污水随意排放，基本在路面漫流。 (3)由于生活污水中的有机污染物浓度较低，若采用活性污泥法处理污水，难以形成和保持必需浓度的MLSS，也难以进行正常运行。因此，生活污水处理采取生态处理方式。结合西万村的现状，对村内存在的排水渠进行一定的工程改造，建成生态渠工艺系统，使之在具有原有的的排水功能基础上，增加对污水污染物的吸附、吸收和降解等生态功能。使生态渠成为污水排放和受纳水体之间的过渡带、净化带。地面径流利用重力流汇集到生态渠，汇集面积约12万m2，生态渠设计流速0.59m/s。 (4)随着农村生活水平提高，以及新农村建设，农村逐步建立完善的污水收集管网，厕所由旱厕变为冲水式厕所，淋浴设施的普及等，这些将会使生活污水中污染物浓度升高。因此研究提出符合农村特点的淹没式生物膜-稳定塘的复合技术。 (5)以淹没式生物膜-稳定塘的组合技术，系统取消了二沉池、污泥回流等。技术高效、经济、易于操作。运行结果表明：系统对COD、NH_3-N、TN和TP的平均去除率分别为84.33%、97.02%、80.18%和77.34%，出水平均浓度分别为14.88mg/L、1.06mg/L、9.92mg/L和0.53mg/L。稳定塘中水质清澈，无臭味，且稳定塘中无剩余污泥的产生。出水可实现污水资源化，用于绿化、农田灌溉等。 【关键词】：农村生活污水 产污系数 生态渠 生物膜 稳定塘
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 概况13
• 1.1.2 生活污水来源特征13-14
• 1.1.3 生活污水产量和水质特征14-15
• 1.1.4 生活污水排放特征15
• 1.2 研究目的和内容15-18
• 1.2.1 研究目的15-16
• 1.2.2 研究内容16
• 1.2.3 拟解决的关键问题16
• 1.2.4 技术路线16-18
• 2 农村生活污水现状调查18-25
• 2.1 材料与方法18-20
• 2.1.1 研究区域概况18
• 2.1.2 调查内容18-19
• 2.1.3 调查方法19
• 2.1.4 产污系数计算19
• 2.1.5 取样和测试分析方法19-20
• 2.2 结果分析与讨论20-24
• 2.2.1 西万四村基本情况20-21
• 2.2.2 农村生活污水来源21
• 2.2.3 各季节农户用水量和产污量变化21-22
• 2.2.4 夏季农户生活各项用水量22-23
• 2.2.5 生活污水水质及排放特征23-24
• 2.3 结论24-25
• 3 农村生活污水收集处理方式25-35
• 3.1 农村生活污水收集方式25-27
• 3.1.1 住户分散收集模式25
• 3.1.2 集中收集模式25-26
• 3.1.3 接入市政管网模式26
• 3.1.4 西万四村污水收集建议26-27
• 3.2 农村生活污水处理方式27-35
• 3.2.1 国外农村生活污水处理方式27-31
• 3.2.2 国内农村生活污水处理方式31-32
• 3.2.3 农村生活污水处理技术选择原则32-33
• 3.2.4 西万四村污水处理方式33-35
• 4 西万四村生态渠工程设计35-47
• 4.1 生态渠技术35-38
• 4.1.1 概述35
• 4.1.2 研究与应用35-38
• 4.2 生态渠工程设计38-40
• 4.2.1 生态渠设计原则38
• 4.2.2 工艺流程38
• 4.2.3 生态渠断面38-40
• 4.3 生态渠工程设计计算40-43
• 4.3.1 生态渠设计水质水量40
• 4.3.2 生态渠截面设计40-41
• 4.3.3 生态渠渠道比降41-42
• 4.3.4 生态渠设计流速校验42
• 4.3.5 水力停留时间42-43
• 4.4 生态渠设施43-46
• 4.4.1 集水池和进水坡口43
• 4.4.2 渠底、生态拦截坝、渠壁43-44
• 4.4.3 生态景观塘44
• 4.4.4 潜水给水泵44
• 4.4.5 植被选择44
• 4.4.6 生态渠布置图44-46
• 4.5 工程预算46
• 4.6 本章小结46-47
• 5 生物膜—稳定塘组合技术47-56
• 5.1 生物膜技术47-50
• 5.1.1 生物膜法原理47-48
• 5.1.2 研究与应用48-50
• 5.2 稳定塘技术50-52
• 5.2.1 稳定塘类型50-51
• 5.2.2 研究与应用51-52
• 5.2.3 稳定塘优缺点52
• 5.3 生态塘技术52-54
• 5.3.1 生态塘系统运行原理53
• 5.3.2 生态塘系统的典型处理流程53-54
• 5.4 生物膜-稳定塘复合技术54-56
• 6 淹没式生物膜-稳定塘组合技术处理农村生活污水研究56-71
• 6.1 组合式生物膜反应器最佳水力停留时间研究56-58
• 6.1.1 实验装置与方法56-57
• 6.1.2 实验水质57
• 6.1.3 监测分析方法57-58
• 6.2 结果分析与讨论58-61
• 6.2.1 反应器进出水水质变化58
• 6.2.2 COD 去除的最佳 HRT58-59
• 6.2.3 氨氮去除的最佳 HRT59-60
• 6.2.4 TN 去除的最佳 HRT60
• 6.2.5 TP 去除的最佳 HRT60-61
• 6.2.6 结论61
• 6.3 淹没式生物膜-稳定塘组合技术处理农村生活污水61-67
• 6.3.1 工艺流程61-62
• 6.3.2 稳定塘的设计62-63
• 6.3.3 实验方法63-64
• 6.3.4 实验装置与设备64-66
• 6.3.5 测定项目与方法66
• 6.3.6 实验启动及挂膜66-67
• 6.3.7 实验水质67
• 6.4 污染物去除效果分析67-70
• 6.4.1 COD 去除效果67-68
• 6.4.2 氨氮去除效果68
• 6.4.3 TN 去除效果68-69
• 6.4.4 TP 去除效果69
• 6.4.5 组合式生物膜反应器中 DO 变化69-70
• 6.4.6 稳定塘的处理效果70
• 6.5 本章小结70-71
• 7 结论与建议71-73
• 7.1 结论71-72
• 7.2 建议72-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果79-80

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