农村户用一体化污水处理设备运行优化研究

摘要

随着美丽乡村建设的推进及农村改厕的进行，农村水冲式厕所应用率大幅提高，由此而来的厕所污水大量增加，农村水污染状况不容忽视。但是由于农村地区的污水有分散式、随地直排的特点，而且农村地区经济资金有限，城市所用的污水处理厂不适合处理农村厕所及生活污水。因此本课题以十二五国家科技支撑计划开发的农村户用组合式一体化污水处理设备为主，进行了设备运行的优化研究。 本论文以已安装使用的组合式一体化污水处理设备为研究对象，通过一年的试验数据分析总结设备在气温回暖后产生的污水处理的问题，数据显示在2017年气温回暖后设备对COD、氨氮、SS、BOD的去除率仅仅为22%、15%、39%、29%，处理效率较低，排放浓度远不达标。通过数据分析找到了设备出现问题的原因，主要是由于设备在低温状况时进水浓度过大、冲击负荷过高造成的污泥膨胀。污泥膨胀是污水处理工艺中一种常见的问题，其是指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。根据这一原因，提出几种解决办法，最后经过对比分析选择设备前接调节池的方法进行优化。 优化后的污水处理设备经过加工完成后投入实地使用，为了进行对比分析，试验地址选在与为优化前使用人数及使用频率相当的住户中。本研究主要研究了优化后的设备的启动及最佳运行参数确定。设备的启动选择污泥接种法进行启动，通过接种已经被驯化的成熟活性污泥，快速建立污泥系统，有利于厌氧池和好氧池生物膜的形成。 通过不同水力停留时间下设备的处理效果的对比分析，确定了最佳水力停留时间为12h；通过理论分析，总结经验及不同回流比的处理数据对比分析，确定了最佳回流比为200%；通过查阅资料，总结经验确定最佳好氧池的溶解氧浓度为2.5mg/L左右。 优化后的设备以最佳运行参数下正常运行，研究设备在低温及气温回暖后的处理效果。经过试验分析发现设备在低温时进水浓度过高的问题得到了解决，COD、氨氮、SS、BOD的平均进水浓度由2016年冬季的1038.9mg/L、268.7mg/L、525.3mg/L、519.3mg/L降低到211.6mg/L、42.5mg/L、191mg/L、130.9mg/L，大部分进水都达到了设备的设计进水水平。说明在设备前接调节池可以明显调节设备的进水水质、冲击负荷，这帮助解决后续会出现的污泥膨胀问题。 研究了优化后的设备在气温回暖后的处理情况，经过对试验数据的分析总结，可以发现设备在2018年气温回暖后的处理效率继续保持高效。COD、氨氮、SS、BOD的平 均处理率达到了84.6%、87.2%、95.4%、92.5%，平均出口浓度分别达到了38.6mg/L、6.68mg/L、15.1mg/L、15.3mg/L ，达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级B标准。其中经过对好氧池曝气的改善，好氧池对氨氮的去除率由占总去除率的18.8%提高到了31%。经过这一试验证明了经过设备的优化改善，解决了原有设备的污泥膨胀的问题，并且加强了好氧池的去除效果，达到了优化目的。 本研究中对组合式一体化污水处理设备的优化主要为设备前增加调节池，好氧池增加曝气。调节池与设备组合式安装，也可以与设备拆分，这就方便了调节池的管理和清理，如果调节池内进水出现问题，也可把问题控制在调节池内，不会影响设备对污水处理的运行，不会影响设备内生物的活性。这一优化的成功对组合式一体化污水处理设备在农村地区的推广有重要意义，可有效缓解农村水环境的污染问题。

目录

声明

符 号 说 明

1前言

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目的

1.4研究内容及创新点

2材料与方法

2.1一体化污水处理设备构造与组成

2.2设备工艺流程与主要技术参数

2.3研究方法

2.4出水目标及检测方法

3结果与分析

3.1组合式一体化污水处理设备运行状况分析

3.2组合式一体化污水处理设备的启动及参数优化

3.3优化后组合式一体化污水处理设备的处理性能分析

4讨论

4.1优化前设备存在问题的原因分析

4.2优化后设备的去除原因分析

4.3展望

5结论

参考文献

致谢

8攻读学位期间发表论文情况