潜流人工湿地处理农村生活污水的研究

【摘要】：我国经济的飞速发展，工业化的进步不断蚕食珍贵的水资源，致使我国水污染形势十分严峻；特别是在中小城镇及广大的农村，由于经济、技术和管理的落后，导致我国面源污染得不到有效遏制。生活污水处理工艺种类较多，但投资、运营成本较高，处理效果不佳，且存在二次污染。因此，研究开发技术、经济可行的分散污水处理工艺显得尤为重要。人工湿地污水处理技术凭借投资运营成本、处理效果、技术管理简单等优势得到广泛的应用；但传统的人工湿地污水处理系统由于湿地系统温度、溶解氧等因素直接影响微生物的硝化/反硝化作用，导致脱氮除磷的效果不佳。本研究在潜流人工湿地系统的基础上，增加湿地前端曝气装置，针对典型生活污水，开展不同基质、不同水力负荷条件下污染物去除效果，同时对湿地系统的设计、试验装置的启动和沸石末端处理进行初步研究，得出如下试验结论： 1、表面负荷是影响潜流湿地中污染物去除效果和出水水质的重要因素。试验表面负荷由38.3mm/d增大到57.5mm/d，TCOD、TP的去除率分别在93.19%和73.44%的基础上提高了2.72%和5.30%，而NH_4~+-N、TN的去除率则在71.68%和38.35%的基础上分别减少了28.66%和1.62%；1#湿地系统两不同水力负荷运行下，出水TCOD和TP浓度分别达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A和B类排放标准，而出水NH_4~+-N、TN浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准； 2、湿地系统前端增加曝气装置，气水体积比为6:1，同时开展2#湿地系统沸石末端处理的研究，得出NH_4~+-N的去除率较末端处理前提升了48.60%，同时TN的去除率较末端处理前提升了近36.84%的结论；出水TN和NH_4~+-N浓度分别达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B和一级A排放标准； 3、湿地填料的硝化、反硝化作用强度研究得出：砾石-砂粒组合填料的硝化作用强度约为0.35mg/(kg.h)，砂粒组合填料的硝化作用强度约为0.26mg/(kg.h)；反硝化作用强度约为5.48mg/(kg.h)，砂粒-沸石混合填料的反硝化强度约为3.15mg/(kg.h)，硝化/反硝化强度能表征湿地系统的脱氮能力和潜力，为进一步的优化和筛选湿地基质填料提供依据；通过湿地系统中的生物量和扫描电镜分析，可知湿地系统中微生物的数量和基质为微生物提供良好的生存环境，为进一步验证湿地系统的污染物降解能力提供依据。 【关键词】：农村生活污水 潜流人工湿地 前端曝气 沸石末端处理
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 农村生活污水概况10-12
• 1.1.1 农村生活污水处理的现状10
• 1.1.2 农村生活污水的水质特征10-11
• 1.1.3 生活污水处理技术及工艺要求11-12
• 1.2 分散处理工艺12-14
• 1.2.1 国外分散式污水处理技术研究现状13
• 1.2.2 我国分散式污水处理技术的研究现状13-14
• 1.3 人工湿地14-16
• 1.3.1 人工湿地概述14-15
• 1.3.2 国外人工湿地的现状和发展史15-16
• 1.3.3 我国人工湿地污水处理技术发展的历程16
• 1.4 人工湿地的污水净化机理16-24
• 1.4.1 人工湿地的构成及作用原理16-17
• 1.4.2 人工湿地处理生活污水的模型17-19
• 1.4.3 人工湿地系统对污染物的去除机理19-23
• 1.4.4 人工湿地基质填料和植物的研究23-24
• 1.5 课题来源及研究意义24-26
• 2 研究内容及方法26-32
• 2.1 研究内容26-27
• 2.1.1 试验流程26
• 2.1.2 试验技术方案26-27
• 2.2 研究方法27-32
• 2.2.1 试验装置27-30
• 2.2.2 试验废水分析方法及仪器30-32
• 3 试验结果与分析32-47
• 3.1 小试湿地系统的启动32-33
• 3.2 第一工况条件下的试验结果与分析33-38
• 3.2.1 TCOD 的去除效果33-34
• 3.2.2 TN 的去除效果34-35
• 3.2.3 NH_4~+-N 的去除效果35-36
• 3.2.4 TP 的去除效果36-38
• 3.3 第二工况条件下的试验结果与分析38-42
• 3.3.1 TCOD 的去除效果38-39
• 3.3.2 TN 的去除效果39-40
• 3.3.3 NH_4~+-N 的去除效果40-41
• 3.3.4 TP 的去除效果41-42
• 3.4 湿地系统中两个工况的试验对比分析42-45
• 3.4.1 TCOD 的去除效果42-43
• 3.4.2 NH_4~+-N 的去除效果43
• 3.4.3 TN 的去除效果43-44
• 3.4.4 TP 的去除效果44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 4 生物量的测定和扫描电镜试验47-53
• 4.1 脂磷法的测定47-49
• 4.2 扫描电镜试验49-50
• 4.2.1 试验目的49
• 4.2.2 样品的预处理49-50
• 4.3 试验结果与分析50-51
• 4.3.1 生物量试验结果与分析50-51
• 4.3.2 扫描电镜试验结果与分析51
• 4.4 本章小结51-53
• 5 硝化反硝化强度测定53-56
• 5.1 硝化反硝化强度测定53-54
• 5.1.1 硝化强度的测定53
• 5.1.2 反硝化强度的测定53-54
• 5.2 试验结果与分析54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 6 人工湿地工程设计56-59
• 6.1 湿地工程概况56
• 6.2 湿地系统工程设计56-59
• 6.2.1 化粪池的设计56-57
• 6.2.2 调节池的设计57
• 6.2.3 人工湿地的设计57-59
• 7 结论与建议59-61
• 7.1 结论59-60
• 7.2 建议60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附图 1 砖砌化粪池+调节池施工图67-68
• 附图 2 潜流人工湿地施工图68

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