地下渗滤系统处理农村生活污水的净化效果研究

【摘要】：随着我国经济的快速发展和农村生活水平的不断提高，农村生活污水引起的环境污染日趋严重。相对于城市污水成熟的处理技术和工艺而言，农村生活污水处理不仅缺少资金和技术支持，而且人居分散使污水收集困难，不适合建造污水集中处理设施。因此，根据我国农村实际情况，开展关于处理农村生活污水适宜技术和工艺的研究是十分必要的。 地下渗滤系统是一种具备环境效益和经济效益的污水处理技术，它具有基建投资少、运行费用低、出水水质好和再生水可回用等特点，是适合我国国情的污水处理技术之一。但传统的地下渗滤系统普遍存在水力负荷低、占地面积大、易堵塞等问题，从而限制了其推广应用。针对以上情况，本研究从实际推广应用角度出发，综合国内外最新研究成果，选取粉煤灰和腐熟牛粪配合土壤，通过选用适当的填料配比和不同的装填结构，对传统地下渗滤系统进行了优化和改进。本文通过实验室土柱模拟试验系统分析了改进后的地下渗滤系统对生活污水中污染物的净化效果；初步检测分析了基质中微生物数量和分布规律，探讨了微生物数量与污染物去除效果之间的相关关系。通过研究，获得了以下主要认识和结果： （1）添加粉煤灰和腐熟牛粪配合土壤进行污水处理，一方面可以提高系统的水力负荷、减少占地面积，另一方面粉煤灰比表面积大，吸附能力强，提高了系统对污染物的去除效果。 （2）进入地下渗滤系统的农村生活污水，其中COD、总氮、总磷、氨氮等的浓度波动范围较大，但在运行期间两套系统均未出现堵塞现象，且出水稳定、水质良好，说明系统抗冲击负荷能力强。 （3）地下渗滤系统的污水净化效果研究表明，渗滤系统对生活污水中的污染物均有较好的去除效果，系统各指标出水浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准，总磷出水浓度达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的III类标准限值。因此，处理后的出水可进行循环利用，如农业灌溉、路面清洗、小区绿化等。 （4）在土柱对比试验中，主要分析了分层装填和混合装填两种结构对污水的净化效果。结果表明：系统1（分层装填）对COD、总磷、总氮、氨氮的平均去除率分别为85.8%、98.1%、78.4%、93.7%，系统2（混合装填）的平均去除率分别为87.1%、96.0%、73.4%、95.5%。通过方差分析比较两系统的去除效果发现，装填方式对COD去除效果影响不大，而对总磷、总氮、氨氮的去除效果差异显著。 （5）微生物的空间分布试验表明，各微生物类群广泛分布于渗滤基质中，但在种群数量和空间分布上存在一定差异，不同月份微生物数量也不同。其中，细菌数量最多，约为106-108个/g数量级，说明细菌在污水净化中起主要作用。在空间分布上，混合装填的系统中细菌、真菌、氨化细菌、亚硝酸菌都是基质表层数量分布最多，从表层到底层随深度的增加，微生物数量逐渐减少；而反硝化细菌表现出相反的分布规律，数量的高峰区集中在基质底层，这种差异性主要是由基质中氧化还原环境不同造成的。分层装填的系统中由于基质分布不均一微生物的空间分布规律不明显，有待进一步研究。 （6）分析基质中微生物数量与污水净化效果的相关性发现，渗滤基质中细菌数量与COD的去除率相关性显著；亚硝酸菌数量与NH3-N去除率相关性显著；细菌和反硝化细菌数量与TN去除率相关性显著，这说明微生物的活动是COD、NH3-N、TN被去除的重要途径。基质微生物数量与TP去除率之间均没有表现出显著的相关性，说明TP的去除主要依靠其他非生物途径。 【关键词】：地下渗滤系统 农村生活污水 去除效果 微生物 相关性
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-22
• 1.1 研究背景及目的意义10-12
• 1.1.1 农村生活污水特征10
• 1.1.2 农村生活污水处理技术10-12
• 1.2 地下渗滤系统12-15
• 1.2.1 地下渗滤系统工艺类型12-13
• 1.2.2 地下渗滤系统的除污机理13-14
• 1.2.3 地下渗滤系统的国内外研究进展14-15
• 1.3 地下渗滤系统基质的研究进展15-17
• 1.4 粉煤灰概述17-20
• 1.4.1 粉煤灰的性质和应用现状17-18
• 1.4.2 粉煤灰处理废水的机理18-19
• 1.4.3 粉煤灰在水处理领域的应用研究19-20
• 1.5 本研究的目标、内容和技术路线20-22
• 1.5.1 研究目标20
• 1.5.2 研究内容20
• 1.5.3 技术路线20-22
• 2 地下渗滤系统处理农村生活污水效果研究22-31
• 2.1 材料与方法22-25
• 2.1.1 试验材料22-23
• 2.1.2 试验装置23-24
• 2.1.3 运行工况24
• 2.1.4 样品的采集与测定24
• 2.1.5 有关计算方法24-25
• 2.1.6 数据分析方法25
• 2.2 结果及讨论25-30
• 2.2.1 COD 去除效果分析25-26
• 2.2.2 总磷去除效果分析26-27
• 2.2.3 氨氮和总氮去除效果分析27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 地下渗滤基质微生物空间分布研究31-42
• 3.1 材料与方法31-33
• 3.1.1 试验装置31-32
• 3.1.2 进水水质32
• 3.1.3 样品的采集与测定32-33
• 3.1.4 数据分析方法33
• 3.2 结果与分析33-38
• 3.2.1 基质中细菌数量及分布33-35
• 3.2.2 基质中真菌数量及分布35
• 3.2.3 基质中氨化细菌数量及分布35-36
• 3.2.4 基质中硝化细菌数量及分布36-37
• 3.2.5 基质中反硝化细菌数量及分布37-38
• 3.3 微生物数量与净化效果相关性分析38-41
• 3.3.1 微生物数量与 COD 去除率的相关性38
• 3.3.2 微生物数量与 TP 去除率的相关性38-39
• 3.3.3 微生物数量与 NH3-N 去除率的相关性39-40
• 3.3.4 微生物数量与 TN 去除率的相关性40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 讨论42-43
• 5 结论和建议43-45
• 5.1 结论43-44
• 5.1.1 地下渗滤系统处理生活污水的效果研究43
• 5.1.2 地下渗滤基质微生物空间分布研究43-44
• 5.2 建议44-45
• 参考文献45-51
• 在读期间发表的学术论文51-52
• 作者简介52-53
• 致谢53-54

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