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垂直流滤器处理农村生活污水试验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:51:32
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垂直流滤器处理农村生活污水试验研究【摘要】:随着新农村建设全面深入,农村面貌发生了翻天覆地的变化,农村居民生活水平得到了持续提高。与此同时,农村家庭用水量大幅增长,导致生活污水排放

【摘要】:随着新农村建设全面深入,农村面貌发生了翻天覆地的变化,农村居民生活水平得到了持续提高。与此同时,农村家庭用水量大幅增长,导致生活污水排放量不断攀升。由于农村污水收集、处理设施不完善,大量的生活污水得不到有效收集和处理而排向室外或在街道上漫流。农村污水及其中污染物的肆意排放导致了庭院蚊蝇滋生、村落环境污染,引发了农村水环境及土壤环境的污染,降低了农村居民生活舒适程度,甚至还会危害农村居民的身心健康。由此可见,农村生活污水问题已经成为影响新农村建设成败的关键问题,是相关政府部门、专家学者及社会大众关注的焦点问题。 因此,以农村生活污水为研究对象,首先,针对污水排放特点,提出了源头分离、分散式收集、集中式收集以及纳入市政管网等污水收集方式;其次,针对污水水质特点,比较分析了沼气池技术、人工湿地技术、稳定塘技术、生态技术等适宜在农村应用的污水综合处理技术;最后,针对农村生活方式,分析了污水不便收集的原因在于排放的空间随意性和时间分散性,进而提出了一种可引导农村生活污水定点收集,同时消减污染物浓度的垂直流滤器污水处理工艺,并进行试验研究,探讨其适合华北农村生活污水及其排放特点的运行参数,以期实现农村生活污水的低成本收集和资源化利用,解决因水环境污染而导致的人群健康和环境污染问题。 该垂直流滤器借鉴了普通生物滤池处理污染物的原理,利用颗粒滤料的物理过滤、吸附性能,并结合生物氧化、降解功能,可在低动力消耗的条件下有效消减生活污水中的主要污染物。在试验研究过程中,首先分析了炉渣、河砂、陶粒三种滤料对磷的静态吸附效果,然后重点考察了装填不同滤料的垂直流滤器对COD_cr、NH_4~+-N及TP的去除效果。 静态吸附试验表明,炉渣、河砂、陶粒对磷具有相似的静态吸附特征。在试验条件下,磷原始浓度120mg/L是滤料吸附磷的饱和极限值,低于该值时,磷浓度就会成为对其静态吸附的限制条件;此外,在三种滤料中,陶粒对磷的吸附效果要明显优于炉渣及河砂。 垂直流滤器在不同工况下对COD_cr、NH_4~+-N及TP的去除性能试验表明:①在水力负荷为0.35m~3/m~2.d的运行条件下,滤料层处于不浸没、连续进水的工况下,炉渣滤器运行效果最好,其出水COD_cr及NH_4~+-N浓度分别能维持在50mg/L和2.2 mg/L,对TP的去除率始终维持在70%;②在水力负荷为0.80m~3/m~2.d的运行条件下,炉渣滤器出水COD_cr、NH_4~+-N浓度分别能维持在42 mg/L、5 mg/L,对TP的去除率始终维持在30%,此时的运行效果明显好于其在水力负荷为1.35m~3/m~2.d时的运行效果。动力学分析表明:①Freundlich方程和Langmuir方程均能较好地拟合炉渣、河砂、陶粒滤料对磷的等温吸附特性,其中,陶粒滤料对磷的饱和吸附量最高;运用Michaelis -Menten动力学描述炉渣滤器对COD_cr、NH_4~+-N、TP去除效果,相关系数均大于0.95,表明该动力学方程能较好地拟合炉渣滤料对COD_cr、NH_4~+-N、TP的去除过程。试验研究表明,垂直流炉渣滤器可实现对COD_cr、NH_4~+-N、TP的有效去除,且该工艺的运行方式与农村居民的生活习惯基本一致,且占地面积小、操作简单、抗冲击负荷能力强、处理出水水质稳定,验证了该工艺在华北农村生活污水处理中的可行性。 【关键词】:农村生活污水 垂直流滤器 炉渣 陶粒 河砂
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 1 引言10-17
  • 1.1 课题来源及背景10-11
  • 1.2 农村水问题研究现状11
  • 1.3 农村污水处理技术概述11-15
  • 1.3.1 沼气池技术11-12
  • 1.3.2 人工湿地技术12
  • 1.3.3 土地渗滤技术12-13
  • 1.3.4 稳定塘技术13
  • 1.3.5 小型一体化技术13-14
  • 1.3.6 厌氧池-人工湿地技术14
  • 1.3.7 厌氧池-跌水充氧接触氧化-人工湿地技术14-15
  • 1.3.8 “LIVINGMACHINE”技术15
  • 1.4 课题研究目的、方法及内容15-17
  • 1.4.1 研究目的15-16
  • 1.4.2 研究方法16
  • 1.4.3 研究内容16-17
  • 2 试验设计17-23
  • 2.1 试验用水及水质17
  • 2.2 分析方法17-18
  • 2.3 试验装置18
  • 2.4 滤料筛选18-21
  • 2.4.1 煤炭炉渣19
  • 2.4.2 天然河砂19-20
  • 2.4.3 页岩陶粒20-21
  • 2.5 启动与运行21-22
  • 2.5.1 启动方式21
  • 2.5.2 运行方式21-22
  • 2.6 试验内容22-23
  • 3 试验分析23-40
  • 3.1 磷静态吸附试验分析23-24
  • 3.2 不同浸没条件下滤器性能试验分析24-34
  • 3.2.1 滤料不浸没对污染物的去除效果分析24-27
  • 3.2.2 滤料浸没对污染物的去除效果分析27-33
  • 3.2.3 污染物去除机理分析33-34
  • 3.3 不同水力负荷滤器性能试验分析34-38
  • 3.3.1 水力负荷对 CODcr 去除效果的影响34-36
  • 3.3.2 水力负荷对NH_4~+-N 去除效果的影响36-37
  • 3.3.3 水力负荷对TP 去除效果的影响37-38
  • 3.4 本章小结38-40
  • 4 有机物去除分析40-46
  • 4.1 磷素吸附曲线分析40-42
  • 4.1.1 基本公式40-41
  • 4.1.2 吸附曲线分析41-42
  • 4.2 污染物去除模型分析42-45
  • 4.2.1 基本公式42-44
  • 4.2.2 去除模型分析44-45
  • 4.3 本章小结45-46
  • 5 结论与展望46-48
  • 5.1 结论46-47
  • 5.2 展望47-48
  • 参考文献48-51
  • 在读期间发表的学术论文51-52
  • 作者简介52-53
  • 致谢53-54


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