化学强化一级处理—人工湿地处理生活污水的研究

摘要

随着经济的迅速发展，小城镇对污水处理的要求日益迫切，而传统的二级生化处理工艺虽然处理效果好，但一次性投资大、运行费用高、建设周期长、占地面积大，很难在小城镇普及使用。为了开发投资省，运行成本低的处理工艺，本课题提出了粉煤灰基混凝剂化学强化一级处理——潜流式人工湿地（CEPT-SSFW）的组合工艺用于生活污水的处理，研究该系统对COD、氨氮、总磷等污染物的去除效果及影响因素，并进一步对该系统进行了改进。
　　CEPT-SSFW系统在设计负荷下对COD去除率为85％~95%，对总磷的去除率在80%~90%。COD和总磷能满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8978-1996）二级标准，而氨氮去除仅为10%。在40L/d、60L/d和80L/d三个流量下运行，总磷基本不受影响，COD随流量增大而升高，但低于二级标准，氨氮去除变化不明显。
　　通过基质对磷的吸附曲线实验表明，低浓度进水情况下，填料对磷有释放效应；在进水浓度超过0.6mg/L左右（临界点）之后会转为吸收磷。运行15个月后的填料性质发生变化，临界点降低到0.3mg/L，吸附能力会有提高。
　　湿地基质堵塞后处理效果会下降，采用间歇运行的方式来进行恢复，恢复期15d。湿地恢复后COD平均出水浓度降低了约50%，总磷的出水浓度也降低到0.600mg/L以下。
　　湿地中氮的主要存在形式是氨氮，约占85%，其次是有机氮占10%~15%。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮都很少。湿地的氮的去除主要受停留时间、DO、pH等因素影响。在在停留时间增加到5d、混凝剂投加量减少到0.8ml/L、疏松土壤流通空气的条件下，系统对氨氮处理效率能提高到50%~60%，主要由二级湿地提供去除能力。后接砂滤柱对总磷有很高的处理效率，出水保持在0.100mg/L以下。对氨氮效果较低，平均能维持18.5%的去除率。

目录

化学强化一级处理-人工湿地处理生活污水的研究

DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT BY CHEMECAL ENHANGCED PRIMARY TREATMENT – SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND PROCESS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 人工湿地研究现状

1.2.1 人工湿地的定义与分类

1.2.2 人工湿地污染物去除机理

1.2.3 污染物在湿地内部的转化

1.2.4 人工湿地数学模型

1.3 化学强化一级处理的研究现状

1.3.1 CEPT的研究现状

1.3.2 粉煤灰混凝剂的研究与应用

1.4 课题来源和研究内容

1.4.1 课题来源

1.4.2 主要研究内容

第2章 工艺流程与实验方法

2.1 工艺流程

2.2 反应器的设计

2.2.1 CEPT反应器的设计

2.2.2 人工湿地反应器的设计

2.3 粉煤灰混凝剂的制备

2.3.1 粉煤灰的性质

2.3.2 粉煤灰混凝剂的制备方法

2.4 分析方法与仪器设备

第3章 连续流CEPT-SSFW的运行效果

3.1 人工湿地的启动

3.1.1 启动期COD的处理效果

3.1.2 启动期总磷的处理效果

3.1.3 启动期氨氮的处理效果

3.2 设计负荷下CEPT-SSFW的处理效果

3.2.1 运行方式

3.2.2 COD的去除效果

3.2.3 总磷的去除效果

3.2.4 氨氮的去除效果

3.3 不同水力负荷下CEPT-SSFW对污染物去除效果

3.3.1 COD的去除效果

3.3.2 总磷的去除效果

3.3.3 氨氮的去除效果

3.4 本章小结

第4章 湿地填料的作用与堵塞后填料性能的恢复

4.1 填料吸附对污染物去除的影响

4.1.1 填料吸附对COD去除的影响

4.1.2 填料磷释放的机理

4.1.3 填料吸附对氨氮去除的影响与吸附模型

4.2 填料的堵塞对处理效果的影响

4.3 湿地间歇运行对处理效果的恢复

4.3.1 运行方式

4.3.2 间歇运行对COD的处理能力的恢复

4.3.3 间歇运行对总磷的处理能力的恢复

4.3.4 间歇运行对氨氮的处理能力的恢复

4.4 本章小结

第5章 氨氮去除的影响因素和脱氮除磷的改进

5.1 湿地中氮的形态和去除规律研究

5.1.1 湿地中氮的形态

5.1.2 氮的形态分布

5.1.3 各种形态的氮的去除规律

5.2 溶解氧对脱氮的影响

5.2.1 湿地溶解氧状态

5.2.2 停留时间对溶解氧的影响

5.2.3 进水预曝气对DO的作用和对氨氮去除的影响

5.3 pH对氨氮处理效果的影响

5.4 氨氮去除因素的改进

5.5 后置砂滤柱对脱氮除磷的作用

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢