沟渠生态系统处理三峡库区小城镇生活污水的可行性研究

【摘要】：三峡大坝是世界上最大的综合水利枢纽工程,具有发电、航运、防洪及供水等显著综合利用效益。三峡库区是指受长江三峡工程淹没并有移民任务的20个县(市)的地区。近年来,随着国家投入的迅速增加,库区经济有着显著的增长,但与此同时,经济的发展、人口增加和城市化进程加快给库区水环境带来了巨大压力。 三峡大坝于2010年10月24至26日成功进行了175米试验性蓄水,相比蓄水前,三峡库区水力学条件发生变化。库区流场的变化直接导致污染源至受纳水体的直线距离减短,污水自净能力下降,在同样的污染物排水负荷下,收纳水体中污染物浓度增加,次级河流及近岸污染带水环境污染日益严重。虽然目前库区已建成多座城市污水处理厂,并且也取得了一定的效果,但由于库区大部分属于经济基础比较薄弱地区,环境保护投资不足,库区仍然面临严峻的治污局面。加之小城镇数量众多,部分小城镇紧邻水体,其污染更不可小视。因此,对三峡库区小城镇水污染进行治理迫在眉睫。 本文通过对库区典型小城镇给排水设施,居民用水特征等进行实地调研以及对三峡库区小城镇生态污水处理工艺的运行现状进行了调研和统计分析的基础上,提出在三峡库区运用沟渠生态系统处理小城镇生活污水在技术和经济上是可行的。论文主要得出以下结论。 (1)三峡库区小城镇给水排水特征 三峡库区小城镇的给水基础设施比较完备,排水基础设施还有待完善,污水管网生活污水收集率较低,目前污水主要以室内排水管网-化粪池-沿街暗渠-镇周边明渠和室内排水管网-化粪池-污水收集管网-污水厂两种方式进入受纳水体。 本文所调查小城镇人均生活用水量仅为65.8 L/d,分别是《室外给水设计规范》(GBS0013—2006)和《城市居民生活用水量标准》(GB/T 50331-2002)中相关规定值的0.39～0.66倍和0.47～0.66倍。库区小城镇最为普遍的用水模式是室内有淋浴设备和给排水卫生设备的用水模式。 (2)运用生态工艺在处理小城镇污水在技术和经济上可行 从理论角度分析生态工艺具有良好的生活污水处理能力,其处理效果受多因素影响。通过实例论证所选生态工艺在三峡库区均能满足当地污水处理的要求。污水处理厂排放的废水中氨氮、总氮、悬浮物、化学需氧量、生化需氧量、总磷等监测指标均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类标准要求。运用生态工艺处理小城镇生活污水在工艺上和经济上是可行的。 (3)沟渠生态系统处理小城镇生活污水 自然沟渠对CODCr、TN、TP的去除率分别为47.6%、20.6%、18.9%。对COD的去除效果最好,且各段中暗流段对各指标的去除率最高。自然沟渠对N的去除主要以颗粒态为主。沟渠内部有硝化反硝化能力,但对NH4+-N的去除主要以吹脱为主。天然沟渠对P的去除主要以颗粒态吸附、过滤为主,且去除效果主要集中在暗流区和缓流区,对DP的去除效果不高。 强化沟渠系统对有机物和SS有较强的去除能力,同时对氮磷的去除效果也不错。强化沟渠稳定运行时,经系统处理稳定出水的SS、CODcr以及总氮分别达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标和一级B标;TP和NH4+-N也能达到二级标准,接近一级B标。 本文提出一种结合三峡库区山地地形的污水处理工艺。这种工艺按顺序或者交叉构建格栅分流槽、沉砂池、接触氧化池、人工湿地、稳定塘、跌水装置。这种生态污水处理系统处理效果良好且稳定,不受外部动力条件的约束,极大的节约了能源,节省了运行成本。另一方面,这种工艺结合了当地的沟塘系统,在处理污水的同时也有一定的景观效应。因此,沟渠生态工艺在库区具有推广意义。 【关键词】：三峡库区 山地小城镇 生活污水 沟渠 生态处理
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-11
• 图表目录11-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12-14
• 1.1.1 小城镇水污染现状12
• 1.1.2 小城镇污水厂运行现状12-13
• 1.1.3 小城镇水污染防治紧迫性13-14
• 1.2 小城镇生活污水处理研究现状14-15
• 1.2.1 小城镇生活污水的水质水量特征14-15
• 1.2.2 小城镇生活污水处理技术15
• 1.3 课题的提出及主要研究内容15-18
• 1.3.1 课题的提出15-16
• 1.3.2 课题的研究意义16
• 1.3.3 主要研究内容16-18
• 2 三峡库区小城镇给排水现状18-24
• 2.1 调查对象、内容和实施方法18-19
• 2.2 小城镇及家庭给排水现状调查19-21
• 2.2.1 小城镇给排水现状调查19-20
• 2.2.2 小城镇居民用水条件20-21
• 2.3 小城镇居民用水特点21-22
• 2.3.1 居民生活用水量21-22
• 2.3.2 居民用水季节性差异22
• 2.4 小结22-24
• 3 生态工艺处理山地型小城镇污水的可行性24-37
• 3.1 生态工艺特点24-31
• 3.1.1 人工湿地24-27
• 3.1.2 稳定塘27-29
• 3.1.3 快速渗滤29-31
• 3.2 工程实例31-35
• 3.2.1 人工湿地31-32
• 3.2.2 稳定塘32-34
• 3.2.3 人工快渗34-35
• 3.3 可行性分析35-36
• 3.3.1 工艺可行35
• 3.3.2 经济可行35-36
• 3.4 小结36-37
• 4 关于沟渠生态系统开发必要性的讨论37-41
• 4.1 库区小城镇对污水处理工艺的要求37
• 4.2 当前生态工艺存在的问题37-38
• 4.3 开发沟渠生态的必要性和可行性38-41
• 4.3.1 沟渠系统概述38-39
• 4.3.2 沟渠生态系统处理污水的研究现状39
• 4.3.3 开发沟渠生态的必要性和可行性39-41
• 5 沟渠生态系统净化能力的实验研究41-51
• 5.1 自然沟渠的净化能力41-47
• 5.1.1 材料与方法41-42
• 5.1.2 实验结果与讨论42-46
• 5.1.3 对沟渠生态改造的讨论46-47
• 5.1.4 小结47
• 5.2 强化沟渠的净化能力47-49
• 5.2.1 强化沟渠的工艺设计47-49
• 5.2.2 强化沟渠的运行效果49
• 5.3 小结49-51
• 6 沟渠生态系统的工程实践51-54
• 6.1 沟渠生态系统的构建51-52
• 6.1.1 沟渠生态系统的总体布置原则51
• 6.1.2 沟渠生态系统构建51-52
• 6.1.3 目前实验确定的设计参数52
• 6.2 沟渠系统的构建成本分析52-53
• 6.3 沟渠系统的主要优缺点分析53-54
• 6.3.1 优点53
• 6.3.2 缺点53-54
• 7 结论和建议54-56
• 7.1 结论54-55
• 7.2 本文创新点55
• 7.3 问题和建议55-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-61
• 附录61

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