分层式横流—竖流复合滤床的研发及其去除西氿水浊度的特性

摘要

太湖是我国五大淡水湖之一，目前全湖呈轻度富营养化状态。本文以处于太湖上游的宜兴市西氿为研究对象，通过对西氿水质分析，确定西氿的主要污染物及变化情况。通过对分层式横流—竖流复合滤床的研发与小试研究，解明滤床对污染物去除的特性和运行稳定性。在此基础上完成西氿水体生态净化系统初步工艺方案。具体结论和成果如下：　　（1）经对西氿的水质分析，其水质污染的主要因子为氨氮、总氮和总磷，而且西氿水体浊度较高，水体透明度差，水中悬浮物较多，且沉淀性能差。浊度的主要来源可能为腐植酸。　　（2）分层式横流—竖流复合滤床的小试结果表明：随着填料粒径的减小，滤床对浊度物质和污染物的去除率增加。在表层水力负荷为0.5m3/(m2.d)时，大粒径（1~3cm）滤床的平均出水浊度为29.5NTU，浊度平均去除率为88%，中粒径（5~10mm）滤床的平均出水浊度为11.1NTU，浊度平均去除率为92.89%，小粒径（2~5mm）滤床的平均出水浊度为4.7NTU，浊度平均去除率为97.01%。三组滤床对COD的平均去除率分别为57.26%、64.10%以及59.62%，对氨氮的平均去除率分别为27.96%、31.33%以及37.60%，对磷的平均去除率分别为20.91%、34.37%和40.25%。故，分层式横流—竖流复合滤床不仅可以显著去除浊度物质，而且亦可较好地去除COD、氨氮、磷等溶解态污染物。　　虽然大粒径滤床对浊度物质和污染物的去除能力弱于中小粒径滤床，但无明显差别，故从系统运行的稳定性角度考虑，建议实际工程滤床选用大粒径滤料。　　（3）根据小试结果和西氿的自然条件及水质特征，确定西氿水体生态净化系统的初步工艺方案为：　　第一级是生态截留沉淀区，以物理性截留粗大悬浮物质为目的，建设面积约为13万m2，水力负荷为3.07m3/(m2.d)，水力停留时间HRT为2.1h；第二级是生态滤床净化区，主要以高效去除细小悬浮物质为目的，建设面积约为80万 m2，水力负荷为0.5 m3/(m2.d)，水力停留时间HRT为17.28h；第三级是潜流湿地净化区，是以进一步去除溶解性污染物为目的，建设面积约为50万 m2，水力负荷为0.8 m3/(m2.d)，水力停留时间HRT为5.94h；最后一级是表流湿地稳定区，是以强化水质保障为目的，主要建筑面积约为47万m2，水力负荷为0.85 m3/(m2.d)，水力停留时间为6.34h。

目录

声明

1绪论

1.1我国水环境的现状

1.2城市景观水体的污染现状

1.3城市景观水体中的浊度问题

1.4地表水体中浊度处理技术

1.5课题来源、研究意义、研究内容及技术路线

2分层式横流—竖流复合滤床的设计及试验方法

2.1试验装置设计依据及目的

2.2试验装置的设计

2.3试验滤床组成

2.4试验填料K值和孔隙率测定

2.5试验进水水质与进水量

2.6分析方法

3分层式横流—竖流复合滤床净化效果及稳定性

3.1滤床对浊度的去除效果

3.2不同层滤床对浊度的去除效果

3.3滤床对氨氮的去除效果

3.4不同层滤床对氨氮的去除效果

3.5滤床对磷的去除效果

3.6不同层滤床对磷的去除效果

3.7滤床对COD的去除效果

3.8不同层滤床对COD的去除效果

3.9滤床稳定性分析

3.10本章小结

4 西氿水体净化工程方案设计

4.1太湖污染以及治理情况

4.2宜兴市水环境污染现状及其治理措施

4.3西氿水环境治理的目标

4.4建设用地基本情况

4.5西氿主要浊度物的确定

4.6设计水质水量的确定

4.7西氿水体净化工程方案的确定

4.8分区设计方案

4.9工程造价估算

4.10本章小结

5.结论和展望

5.1主要结论

5.2研究展望

参考文献

图表附录

致谢