村落生活污水氮磷资源化利用及环境风险控制技术

摘要

本文针对农村生活污水农田回用中经短程氮磷无机化反应器预处理灌溉农田的灌溉尾水，针对其有机物浓度较低，氮磷含量较高的水质特点，开展水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理灌溉尾水的研究。进行了组合工艺的启动、冬季保温及运行效果和参数优化的研究，研究了组合工艺中水耕蔬菜人工湿地和垂直流人工湿地单元的污染物去除特性，分析了污染物沿程去除特性和硝化与反硝化潜力的变化特征，为工程应用提供理论依据。主要研究结果如下:
　　在实验启动阶段，在水耕蔬菜人工湿地水力负荷为0.8m3/(m2·d)，垂直流人工湿地水力负荷为0.2m3/(m2·d)的条件下，经过28天的运行，CODcr的平均去除率达到50％～60％，系统完成启动。TN、NH4+-N、TP的平均去除率分别为46.8％、33.3％、63.2％。
　　在冬季，对系统采取一系列保温强化措施后，开展冬季系统运行效果的研究。大棚对系统能起到一定的保温效果。在冬季随着水力负荷的增加，水耕蔬菜人工湿地及垂直流人工湿地对有机物及氮磷的平均去除率呈先增加后减小的趋势，从氮磷营养盐去除及资源化利用的角度考虑，系统的最佳水力负荷组合为:水耕蔬菜人工湿地0.3m3/(m2·d)～0.4m3/(m2·d)，垂直流人工湿地0.2m3/(m2·d)。在水耕蔬菜人工湿地底部添加煤渣及活性污泥，对湿地的硝化效果有一定的强化作用，湿地对NH4+-N、CODcr及TN的平均去除率分别增加了9.5％、8.7％和11.8％。
　　在水温为15℃～23℃的条件下，系统按水耕蔬菜人工湿地0.3m3/(m2·d)，垂直流人工湿地0.2m3/(m2·d)运行，系统中垂直流人工湿地处理单元对CODcr、TN、NH4+-N、TP去除的平均贡献率均高于水耕蔬菜人工湿地处理单元，特别是对TN、NH4+-N、TP的去除，垂直流人工湿地处理单元是水耕蔬菜人工湿地处理单元的2倍以上。系统对CODcr、TN、NH4+-N、TP的平均去除率为48.8％、32.2％、27.9％、43.0％。
　　水耕蔬菜人工湿地内，沿水流方向，CODcr、TN、NH4+-N、TP的浓度总体呈下降趋势。CODcr、TN、TP的去除主要发生在进水至2m的区域，而NH4+-N的去除主要发生在2m至3m的区域;垂直流人工湿地内，沿水流方向，污染物浓度沿程变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似，CODcr、TN、TP的去除主要发生10cm至40cm区域，而NH4+-N的去除主要发生在40cm至60cm的区域。
　　水耕蔬菜人工湿地中底泥的硝化潜力呈现先增长后下降的趋势，反硝化潜力呈现逐渐下降的趋势。垂直流人工湿地中煤渣的硝化潜力呈现逐渐上升趋势，而反硝化潜力为逐渐下降趋势。两个湿地中底泥、煤渣的反硝化潜力分别均高出硝化潜力两个数量级。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 农村生活污水的资源化利用

1．3 环境风险控制技术的提出

1．4 环境风险控制技术

1．5 研究目的、意义及内容

第二章 材料及方法

2．1 试验装置及流程

2．2 试验材料

2．3 试验检测项目与分析方法

第三章 系统启动阶段研究

3．1 系统启动方式及启动过程

3．2 对CODcr的去除

3．3 对氮、磷的去除

3．4 小结

第四章 冬季系统运行效果研究

4．1 大棚对系统温度的影响

4．2 水力负荷对污染物去除效果的影响

4．3 系统中水耕蔬菜人工湿地硝化效果强化研究

4．4 小结

第五章 两级人工湿地组合工艺对污染物去除特性的研究

5．1 系统运行效果

5．2 系统污染物浓度的沿程变化

5．3 系统硝化反硝化潜力研究

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

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