冷凉区农村有机物料堆腐增温促进生活污水处理效果研究

摘要

目前，我国大部分农村地区没有完整的污水收集管网，得不到妥善的处理，尤其是处于冷凉地区的分散性农村生活污水，这成为影响我国水环境的重要因素之一。为了解决冷凉地区分散农村生活污水的处理问题，本研究以河北省张家口市崇礼农村地区为研究区域，在对该地区农村生活污水水质水量进行监测调查的基础上，进行了适宜于冷凉地区农村生活污水及有机物料堆腐一体化处理反应器的设计开发试验，确定一体化反应器构造模型和各部参数工艺，研究其不同工况的运行效果，主要研究结果表明:
　　(1)张家口祟礼区农村人均生活污水产生量非常低，为7.0～8.4 Ld-1·人-1，远低于我国其他地区;该地区农村生活污水COD和SS平均浓度为1157.8 mg·L-1和697.6mg·L-1，均高于我国其他地区农村生活污水，DO平均浓度为1.4 mg·L-1，NH3-N为14.0 mg·L-1，TN为34.4 mg·L-1，TP为5.4 mg·L-1，pH为6.13，与其他地区农村生活污水相当;该地区农村生活污水COD、NH3-N、TN和TP产污系数分别为9.031、0.109、0.268 g·d-1·人-1和0.042 g·d-1·人-1。
　　(2)设计了集悬浮球污水处理和好氧堆肥为一体的一体化处理反应器，充分利用好氧堆肥产热，为低温环境下的悬浮球污水反应器进行增热保温，并进行了反应器基本参数确定试验。堆肥原料猪粪和玉米秸秆的最佳质量比为4∶1，堆肥温度最高达60℃，高温能够持续7～15天，堆肥的含水率、pH、C/N和有机质4项指标均达到腐熟标准，满足反应器堆肥产热舱工艺要求;在水力停留时间为12h，进水量约为2L·h-1，水力负荷为0.3 m·d-1，曝气量为0.1 m3·h-1条件下，进行了污水处理装置的挂膜启动试验，对污水的COD和NH3-N去除率稳定达到80％以上，满足反应器污水处理舱工艺要求。
　　(3)在环境温度为9～13℃时，堆肥产热舱与污水处理舱体积比为5∶1时，堆肥温度可保持在30℃左右，可使污水温度上升约10.25℃，中后期污水温度相对稳定的保持在20～25℃，其增温效果和稳定程度最佳。该反应器对生活污水中COD、NH3-N和TP的去除率分别为90.78～93.81％、96.87～98.36％和59.22～79.27％，出水COD浓度低于50 mg·L-1，NH3-N浓度低于5 mg·L-1，TP平均浓度为0.62 mg L-1，基于此，确定一体化反应器堆肥产热舱与污水处理舱最佳体积比为5∶1，其污水处理舱与堆肥产热舱的温度关系曲线方程式为:y=0.5099x+4.9313。
　　试验运行期间，各组反应器运行良好，未出现任何异常情况，均按照设计思路和设计原理运行，达到了一体化反应器在低温条件下增热保温、提高生活污水处理效果的目的，本研究结果为冷凉地区农村污水处理技术的开发提供数据支持。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 农村生活污水污染现状

1．2．2 农村生活污水的危害

1．3 农村生活污水处理技术

1．3．1 人工湿地处理技术

1．3．2 A／O工艺

1．3．3 序批式活性污泥法

1．4．1 一体化反应器研究现状及应用

1．4．2 一体化反应器发展趋势

1．5 研究目标、内容及技术路线

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

2 冷凉地区分散农村生活污水产污特征调查研究

2．1 材料与方法

2．1．1 调查区域概况

2．1．2 调查时间及范围

2．1．3 调查内容

2．1．4 监测项目及方法

2．1．5 数据统计分析

2．2 结果与分析

2．2．1 分散农村生活污水水量产生特征分析

2．2．2 分散农村生活污水水质特征分析

2．2．3 分散农村生活污水产污系数

2．3 小结

3 一体化反应器模型的开发与设计

3．1 一体化反应器模型

3．1．1 一体化反应器设计原理及要点

3．1．2 一体化反应器设计思路

3．1．3 一体化反应器的模型构造

3．1．4 一体化反应器运行原理

3．1．5 一体化反应器各部分尺寸的设定

3．2 堆肥产热舱工艺选择试验

3．2．1 试验材料与方法

3．2．2 结果与分析

3．2．3 堆肥产热舱工艺的确定

3．3 污水处理舱工艺选择试验

3．3．1 试验材料与方法

3．3．2 结果与分析

3．3．3 污水处理舱工艺的确定

3．4 小结

4 低温条件下不同尺寸一体化反应器运行效果研究

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验装置

4．1．3 试验设计及运行

4．1．4 测定指标及方法

4．1．5 数据分析

4．2 结果与分析

4．2．1 一体化反应器的温度变化

4．2．2 一体化反应器两舱温度之间的关系

4．2．3 一体化反应器对生活污水的处理效果

4．3 小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

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致谢