地沟式污水生态处理系统除磷效果和机理研究

【摘要】：本论文主要研究了地沟式污水生态处理系统除磷效果以及其除磷的主要机理。 在动态小试的基础上，确定了系统有关的试验设计参数。系统共运行21个月，获得15400多个数据。试验结果表明，地沟式污水生态处理系统对TP具有很高的去除率，出水TP的平均浓度为0.305mg／L，去除率平均为96.60％，并且季节的变化不会影响该系统对TP的去除效果。各级净化床中第一净化床对TP的去除起主要作用，有70.55％的TP将会在第一净化床中被去除。该系统在处理低浓度生活污水时，系统进水的BOD_5／TP与CODcr／TP值对除磷效果影响不大，该系统还具有一定的抗有机冲击负荷和水力冲击负荷能力。 地沟式污水生态处理系统净化污水的主要基质是填料，而填料是通过吸附沉淀作用来去除污水中的磷的。因此，选择填料对磷的静态和动态等温吸附实验来进行吸附机理的研究。同时，还对植物和生物对磷的去除作用作了一些初步研究。研究结果表明，所选五种填料的最大吸磷量分别为：石灰土为每克土壤吸磷1430.1μg，紫色土为每克土壤吸磷1212.9μg，黄壤为每克土壤吸磷1188.6μg，石灰石为每克石灰石吸磷1383.75μg，粉煤灰为每克灰样吸磷1154.04μg，五种填料的静态等温吸附曲线与三种吸附方程的吻合性都很好。填料对磷的吸附过程一般有两个阶段：第一阶段是表面吸附，第二阶段是由表面向内部的进一步转移与转化，前者进行得快，后者较慢。研究中还发现，填料对磷的去除率在吸附平衡前随时间增加而迅速增大，吸附平衡后随时间增加变化不大；填料对磷的吸附量和吸附速率在反应初期随时间增加而迅速增大，反应后期随时间增加变化不大；在实验供磷溶液浓度范围内(20～160ppm)，五种填料的动态等温吸附曲线与四种动力学方程的吻合性也很好；由动力学方程推导出的一些参数可以反映出填料对磷吸附的规律，表观速率常数(Ka)是随供试磷溶液浓度的增加而减小：而相对扩散系数(R)是随供试磷溶液浓度的增加而增加；由Elovich方程得到的a、β值是判断吸附反应速率的可靠因子，a值越大，吸附速率越大， B值越大，吸附速率越小。从植物对TP去除研究的盆栽实验中发现， 各种植物对磷的去除率只占磷的总去除率的0.35一2.38%。系统采用 的何歇布水装置使得系统处于厌氧和好氧交替状态，这样系统中的 聚麟菌在厌氧条件下释放磷，吸收污水中的有机物获得能量并以 PHB的形式贮存在菌体内;在好氧条件下，可将积贮的PHB好氧分 解，释放能量并且吸磷，整个过程表现为PHB的合成与分解。 【关键词】：地沟式污水生态处理系统 除磷效果 除磷机理
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-8
• 前言8-9
• 第一章 污水除磷技术研究现状及发展趋势9-24
• 1.1 磷污染与富营养化9-10
• 1.2 磷的形态及水体中磷的来源10-11
• 1.3 污水除磷技术研究现状11-23
• 1.3.1 物理化学法除磷12-14
• 1.3.2 生物法除磷14-23
• 1.4 污水除磷技术的发展趋势23-24
• 第二章 研究课题的提出、设计和工艺脱磷效果研究24-38
• 2.1 研究课题的提出24-25
• 2.2 研究课题的设计25-28
• 2.2.1 中试工艺流程25-26
• 2.2.2 中试工艺特点26-27
• 2.2.3 试验材料与方法27-28
• 2.3 中试工艺脱磷效果研究28-37
• 2.3.1 不同时期中试试验装置脱磷效果分析28-32
• 2.3.2 不同季节中试试验装置脱磷效果分析32
• 2.3.3 各级净化床对TP去除效果分析32-35
• 2.3.4 不同负荷处理对TP去除效果分析35-36
• 2.3.5 C／P比对系统脱磷效果影响36-37
• 2.4 小结37-38
• 第三章 地沟式污水生态处理系统脱磷机理研究38-65
• 3.1 地沟式污水生态处理系统净化污水的基本原理38-39
• 3.2 土壤以及填料对磷的吸附沉淀39-61
• 3.2.1 土壤以及填料对磷的吸附沉淀机理39-43
• 3.2.2 土壤化学动力学概述43-44
• 3.2.3 土壤以及填料的静态等温吸附实验44-49
• 3.2.4 土壤以及填料的动态等温吸附实验49-61
• 3.3 植物生物对磷的去除61-65
• 3.3.1 植物对磷的去除61-63
• 3.3.2 系统的生物除磷63-64
• 3.3.3 小结64-65
• 第四章 结论65-67
• 4.1 系统除磷效果研究65
• 4.2 系统除磷机理研究65-67
• 4.2.1 土壤以及填料对磷的吸附沉淀65-66
• 4.2.2 植物和生物对磷的去除66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

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