活性污泥—人工湿地组合系统处理农村生活污水的试验研究

【摘要】： 水污染已成为当今全球所面临的严重的环境问题之一。近年来，各种污水处理技术在实际应用中取得了不断的发展，特别是作为二级处理的活性污泥法以其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为生活污水处理的主流工艺。同时人工湿地污水处理技术作为一种生态处理技术由于其造价低廉、维护简单及处理效果好等特点也倍受青睐。目前人工湿地废水处理存在的主要问题是：(1)从人工湿地工艺设计及运行参数来看，运行参数对系统处理效果的影响研究还不够深入，如对湿地系统的水力负荷、污水停留时间、出水量等与污水净化效果之间的偶合关系认识尚不充分，导致难以寻求到通用的设计及运行参数指南；(2)人工湿地普遍占地面积大，水力负荷小，一定程度上限制了其推广应用；(3)对工艺设计而言，较少关注人工湿地处理单元与其它水处理单元之间的组合及高水力负荷对处理效果的影响。因此，研究高效并且占地面积小的人工湿地水处理组合系统是解决其实用性的关键。 针对以上问题，本研究以实际运行的人工湿地水处理试验场为对象，主要研究以下内容： (1)、高水力负荷下传统的活性污泥法与潜流人工湿地组合处理系统对农村生活污水的长期处理效果； (2)、组合系统中污染物(COD、BOD_5、AN、TN、TP、SO_4~(2-)、NO_3~-及NO_2~-)的变化趋势； (3)、影响组合系统处理效果的因素：包括处理单元、水力负荷、季节等； (4)、结合电子受体SO_4~(2-)、NO_3~-及NO_2~-在湿地系统中的变化趋势，研究湿地系统中有机污染物的去除机理。 通过两年的研究，得到以下主要的结果： (1)组合处理系统在高水力负荷下连续运行能够有效地对农村生活污水进行处理，系统出水中主要指标如AN、COD和BOD_5等已达到GB8978-1996一级排放标准。当平均处理量为81Td~(-1)(17—159 Td~(-1))，湿地系统水力负荷为0.24—2.28md~(-1)时，组合处理系统对TSS、AN、TN、TP、COD和BOD_5的去除率分别为80％、75％、60％、33％、77％和85％，其中湿地系统对TSS、AN、TN、TP、COD和BOD_5的去除率分别为48％、12％、28％、13％、33％和48％；湿地系统对各污染物的去除量随进水污染物负荷的增大而增加。 (2)与活性污泥系统相比，串联湿地系统对各污染物的去除率相对较低，但对于经曝气处理后的低浓度废水而言，仍具有明显的处理效果。 (3)影响湿地系统处理效果的主要因素是水力负荷和季节。水力负荷过小时(0.35md~(-1)、0.55md~(-1))系统的出水水质相对而言并不好，高水力负荷下(0.80—2.20md~(-1))系统亦能保持好的处理效果。2005年，夏秋季节湿地系统的出水水质要好于冬季；2006年夏季受重庆地区持续高温干旱的影响，组合系统的处理效果变差。 (4)对组合处理系统沿程SO_4~(2-)、NO_3-N及NO_2-N等电子受体浓度变化趋势的研究表明，湿地系统中有机污染物的生物去除主要是通过反硝化脱氮进行的，而通过硫酸盐还原(在硫酸盐还原菌的作用下)却是次要过程。活性污泥曝气出水中大量NO_3-N有助于提高潜流湿地对有机污染物的去除及抗冲击能力。 【关键词】：活性污泥 潜流人工湿地 组合系统 高水力负荷 水处理
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 文献综述9-22
• 1.1 废水组合处理系统9-20
• 1.1.1 活性污泥系统及其改进工艺9-13
• 1.1.2 人工湿地处理系统13-18
• 1.1.3 膜组合工艺18
• 1.1.4 电化学方法及其组合工艺18-19
• 1.1.5 光化学氧化工艺19-20
• 1.1.6 其他水处理组合工艺20
• 1.2 选题依据和研究内容20-22
• 第二章 研究报告22-42
• 2.1 试验部分22-25
• 2.1.1 试验系统简介22-23
• 2.1.2 试验内容23-24
• 2.1.3 水样前处理和测定分析方法24
• 2.1.4 试验数据统计分析24-25
• 2.2 试验结果及分析25-37
• 2.2.1 2004年12月至2005年12月系统运行结果分析25-29
• 2.2.2 2005年12月至2006年12月系统运行结果分析29-34
• 2.2.3 系统连续运行处理效果比较34-36
• 2.2.4 组合处理系统沿程SO_4~(2-)、NO_2-N及NO_3-电子受体浓度变化趋势36-37
• 2.3 讨论37-40
• 2.3.1 各潜流湿地中COD及 BOD_5去除动力学模拟37
• 2.3.2 湿地系统中有机物去除机理研究37-39
• 2.3.3 湿地处理效果的影响因素39-40
• 2.3.4 存在的问题40
• 2.4 结论40-42
• 参考文献42-49
• 在读期间论文发表情况49-50
• 致谢50

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