人工湿地处理城镇生活污水的效用研究

【摘要】： 随着社会发展及人口的增长,生活污水未经处理排放成为一个重大环境问题。对于中小城镇来说,由于经济条件差、管理水平落后,迫切需要简易、低能耗的新型污水处理工艺。人工湿地是一种投资低、运行费用省、管理要求不高、污泥量少的污水处理技术。本文针对北方(泰安)实际情况,设计了三级人工湿地,同时对湿地防渗基质进行了级配研究,避免了传统湿地防渗基质对污水基本没有去除效果的弊端。同时湿地床主要填充基质采用轻质陶粒,避免了土壤系统的板结现象,另外也可以增加表面积,有利于微生物生长和生物反应的进行。同时对反应器设计与启动、人工湿地在常温下处理城镇生活污水的运行性能与有关参数对处理效果的影响进行了初步的试验研究。得出了以下结论: 1、在相同进水、水质、水力负荷的试验条件下,粉煤灰对生活污水中的COD、TN、NH4+-N有较好的去除率,空心砖对污水中的TP有较好的去除率,然而,粉煤灰、煤渣以及空心砖对NO3--N均没有理想的去除效果。粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3:1:1混合时,COD、TN、NH4+-N去除效果最好,去除率最高分别达到47.8%、81.9%、93.5%;粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比1:1:3混合时,TP去除率较高,可达到86.0%。因此,建议选取人工湿地防渗基质粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3:1:1混合填料作为人工湿地的防渗基质。 2、在14.3~24.2℃条件下,采取清水培养,污水驯化的方式启动反应器是可行的。采用逐步减小人工湿地的水力停留时间(HRT)以提高容积负荷、促进微生物的生长繁殖方式来加速反应器的启动过程是合理的。水力停留时间(HRT)是影响人工湿地处理效果的重要因素,通常情况下,水力停留时间越长,污染的去除效果越好。 3、三级串联人工湿地污水处理装置对城镇生活污水具有较好的深度净化效果。连续运行HRT2d与HRT3d,CODcr出水浓度分别为96.9mg/L和52.0mg/L,均满足《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》(山东省地方标准DB37/ 599-2006)一般保护区域CODcr100mg/L要求。HRT2天、HRT3天对SS去除率分别为96.46%、97.19%;对TN去除率分别为63.17%、64.77%;对NH4+-N去除率分别为77.289%、85.918%。 4、湿地连续运行HRT3d和HRT2d情况下对污水去除效果均比较理想。其中HRT2天TP去除效率43.81%好于HRT3天35.635%,而HRT3天对CODcr、NH4+-N去除效果好于HRT2天。对于污水中SS、TN去除,HRT2d与HRT3d去除效果无显著差异。 5、在陶粒作为人工湿地床主要填料的情况下,泰安本地植物芦苇、水稗草、水生美人蕉能够较快的适应,并在各种污水浓度下很好的生长,可以作为人工湿地栽种植物;水葫芦不能适应高浓度污水,但是中低浓度污水下能迅速生长,可以作为人工湿地中后段栽种植物。 【关键词】：人工湿地 湿地填料 湿地植物 水力停留时间HRT 去除率
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 英文缩略表6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-26
• 1.1 问题的提出和研究意义11-12
• 1.1.1 问题的提出11
• 1.1.2 研究的意义11-12
• 1.2 人工湿地系统研究进展12-22
• 1.2.1 人工湿地系统简介12-14
• 1.2.2 人工湿地的净化机理14-16
• 1.2.3 人工湿地填料去除氮磷的机理16-18
• 1.2.4 人工湿地的国内研究现状及进展18-19
• 1.2.5 人工湿地的国外研究现状及进展19-21
• 1.2.6 人工湿地填料的国内外研究现状21-22
• 1.3 人工湿地在污水处理中的优势和不足22-24
• 1.3.1 人工湿地在污水处理中的优势22-23
• 1.3.2 人工湿地在污水处理中的不足23-24
• 1.4 人工湿地的设计24-26
• 1.4.1 人工湿地设计的内容24-25
• 1.4.2 湿地系统中的反应动力学25
• 1.4.3 人工湿地设计步骤25-26
• 2 材料与方法26-39
• 2.1 室内填料柱淋洗试验材料与方法26-29
• 2.1.1 试验材料26-27
• 2.1.2 试验方法27-28
• 2.1.3 样品采集与分析方法28-29
• 2.2 室外试验材料与方法29-37
• 2.2.1 设计依据29-30
• 2.2.2 试验系统设计30-33
• 2.2.3 植物选种33-35
• 2.2.4 试验方案35-36
• 2.2.5 污水来源及水质36
• 2.2.6 测试内容与时间36-37
• 2.2.7 采样点的布置37
• 2.3 人工湿地启动37-39
• 2.3.1 启动方式38-39
• 2.3.2 人工湿地系统启动过程39
• 3 结果与分析39-65
• 3.1 室内填料柱淋洗中不同级配对污水污染因子去除的影响39-45
• 3.1.1 填料不同级配对CODcr 去除的影响39-40
• 3.1.2 填料不同级配对TN 去除的影响40-41
• 3.1.3 填料不同级配对NH4+-N 去除的影响41-42
• 3.1.4 填料不同级配对TP 去除的影响42-43
• 3.1.5 填料不同级配对NO3--N 去除的影响43-44
• 3.1.6 室内淋洗试验中不同级配对污水污染因子去除的效果评价44-45
• 3.2 人工湿地启动期对污染因子去除的影响45-48
• 3.2.1 湿地启动期间对CODcr 去除率的影响45-46
• 3.2.2 湿地启动期间对SS 去除率的影响46-47
• 3.2.3 湿地启动中污水污染因子去除的效果47-48
• 3.3 室外湿地运行期间对污染因子去除的影响48-65
• 3.3.1 室外湿地启动和运行期间对植物生长的影响48-50
• 3.3.2 湿地连续运行水力停留时间2 天（HRT2d）污染因子去除效果50-57
• 3.3.3 湿地连续运行水力停留时间3 天（HRT3d）污染因子去除效果57-65
• 4 讨论65-68
• 4.1 人工湿地防渗填料对污水中污染因子的去除效果影响65-66
• 4.2 人工湿地启动方式的选择66-67
• 4.3 湿地植物选择与植物的适应性67
• 4.4 水力停留时间对人工湿地去除污染物效果的影响67-68
• 5 结论68-69
• 创新之处69-70
• 6 参考文献70-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士学位期间发表论文目录78

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