改进型毛细管渗滤沟对农村生活污水的处理研究

【摘要】：太湖流域面源污染对水体富营养化的贡献率依然持续上升,严重影响到流域的可持续发展,而在流域各类面源污染中,农村生活污水是一项重要的污染源,其治理迫在眉睫。 毛细管渗滤沟系统具有经济、实用、高效、简便等优点,十分适合于污染源分散的农村地区生活污水的处理,成为污水土地处理技术中的研究新热点。 本文以农村生活污水为研究对象,构建了毛细管渗滤沟和改进型毛细管渗滤沟系统,研究了两种系统对生活污水的去除效果。重点考察了不同水力负荷条件、人工曝气和栽种植物前后,改进型毛细管渗滤沟对生活污水中COD、TN、NH3-N和TP的去除效果。其次通过研究土壤空隙率、渗透率和蚯蚓的分布、数量变化,探讨了蚯蚓对改进型毛细管渗滤沟处理生活污水的影响。最后对改进型毛细管渗滤沟中基质酶活性的空间变化特征进行了初步研究。主要研究结果如下： 毛细管渗滤沟对COD和TP具有稳定的高去除率,但对氮的去除效果不太理想,采用改进型毛细管渗滤沟可提高氮的去除效果。改进型毛细管渗滤沟对生活污水中COD、TN、NH3-N和TP去除率分别为80%～90%,60%-80%,85%～90%和90%-95%,出水水质达到国家一级B标准以上。 当进水水力负荷从0.1 m3·m-2·d-1逐渐减小到0.02 m3·m-2·d-1过程中,改进型毛细管渗滤沟COD去除率上升达到80%～90%,并对水力负荷有一定的抗冲击能力,但结合实际运行一般选取0.05 m3·m-2·d-1;人工曝气可以促进TN和NH3-N转化,去除率达到60%-80%和85%～90%；由于填料对磷吸附的稳定性,TP去除率维持在90%-95%。试验结果同时表明,改进型毛细管渗滤沟满足对生活污水的处理要求,是一种高效、低耗、简易的生活污水处理工艺。 蚯蚓对毛细管渗滤沟处理有机物有促进作用,蚯蚓的“钻洞”性能改变了土壤结构,提高了土壤孔隙率,使15cm的孔隙率比5cm处孔隙率增加了60%,出水溶解氧也维持在1.7～3.4 mg·L-1。反过来,毛细管渗滤沟为蚯蚓生存、繁殖提供了适宜条件,原土层5cm下的蚯蚓数量变化明显,蚯蚓质量减少了34%,而在土壤10-15cm处,蚯蚓质量增加了10%-20%。完全符合赤子爱胜蚯蚓的最佳活动区域为土壤下10-20cm。 改进型毛细管渗滤沟中脱氢酶、脲酶和磷酸酶活性空间变化表明,土壤层的这三种酶活性大于混合土层和砂层。脲酶活性与TN去除率没有较明显的正相关关系,脲酶活性与COD去除率、脱氢酶活性与COD和TN的去除率以及磷酸酶活性与TP和COD去除率之间均没有很好的相关性。 中试试验证实了中试系统具有较高的污染物去除能力,现场抽查的数据表明,排放的污水达到了GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。技术经济比较数据说明,毛细管渗滤沟工艺在污染物的去除,尤其是氮、磷的去除效果上,在运行费用和维护管理上均具有较大的优势。在具有一定空闲用地的农村,在对农村散户居民的生活污水处理上,该工艺无论在技术上还是在经济上都是可行的。 【关键词】：改进型毛细管渗滤沟 生活污水 蚯蚓 强化去除
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 目录9-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 太湖武进港区域污染分析12-15
• 1.1.1 农村生活污染源污染特征分析13-14
• 1.1.2 区域水环境现状问题及原因分析14-15
• 1.2 农村生活污水处理技术15-19
• 1.2.1 集中式污水处理技术15-18
• 1.2.2 分散式污水处理技术18-19
• 1.3 改进型毛细管渗滤沟工艺19-24
• 1.3.1 改进型毛细管渗滤沟系统的开创19-20
• 1.3.2 改进型毛细管渗滤系统的净化机理20-23
• 1.3.3 改进型毛细管渗滤系统的特点23-24
• 1.4 研究背景、目的和内容24-26
• 1.4.1 研究背景24
• 1.4.2 研究目的24
• 1.4.3 研究内容24-26
• 第二章 改进型毛细管渗滤沟处理生活污水研究26-35
• 2.1 试验材料及方法26-28
• 2.1.1 试验材料26-27
• 2.1.2 分析项目及方法27-28
• 2.2 试验过程及分析28-33
• 2.2.1 启动过程28
• 2.2.2 运行效果28-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第三章 改进型毛细管渗滤沟运行影响因素及参数优化研究35-42
• 3.1 温度的影响35
• 3.2 溶解氧的影响35-38
• 3.2.1 溶解氧变化对NH_3-N去除效果的影响35-36
• 3.2.2 溶解氧变化对TN去除效果的影响36-38
• 3.3 水力负荷的影响38-40
• 3.4 植物栽种前后40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 蚯蚓对毛细管渗滤沟生活污水处理效果的影响42-50
• 4.1 试验材料及方法42-43
• 4.1.1 试验材料42
• 4.1.2 试验方法42-43
• 4.2 试验结果及分析43-48
• 4.2.1 COD去除效果的比较43-44
• 4.2.2 出水溶解氧的影响44-45
• 4.2.3 蚯蚓的分布和数量变化45-46
• 4.2.4 土壤渗透率和水力负荷46-47
• 4.2.5 扫描电镜对比分析47-48
• 4.3 本章小结48-50
• 第五章 改进型毛细管渗滤沟中基质酶活性研究50-57
• 5.1 引言50
• 5.2 改进型毛细管渗滤沟基质酶活动的测定方法50-52
• 5.2.1 样品采集与处理50-51
• 5.2.2 基质酶活性测定方法51-52
• 5.3 结果与讨论52-55
• 5.3.1 改进型毛细管渗滤沟中脱氢酶活性变化52-53
• 5.3.2 改进型毛细管渗滤沟中脲酶活性变化53-54
• 5.3.3 改进型毛细管渗滤沟中磷酸酶活性变化54-55
• 5.3.4 改进型毛细管渗滤沟中基质酶活性与污染物净化效果的关系55
• 5.4 本章小结55-57
• 第六章 毛细管渗滤沟中试工程57-63
• 6.1 试验装置与方法57-59
• 6.1.1 中试试验装置57-59
• 6.1.2 中试试验方法59
• 6.2 试验结果分析59-60
• 6.3 技术经济分析60-62
• 6.4 本章小结62-63
• 第七章 结论和建议63-66
• 7.1 结论63-65
• 7.2 建议65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间主要工作成绩71-72
• 致谢72-73

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