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三峡库区山地小城镇生活污水沟渠强化处理的试验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:52:24
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三峡库区山地小城镇生活污水沟渠强化处理的试验研究【摘要】:三峡库区周边小城镇发展迅速,用水量和污水排放量也随之迅速增加。但多数小城镇生态环境脆弱,排水体制不健全,排放的污水绝大部分

【摘要】: 三峡库区周边小城镇发展迅速,用水量和污水排放量也随之迅速增加。但多数小城镇生态环境脆弱,排水体制不健全,排放的污水绝大部分未经任何处理就直接排入长江,增加了长江的污染负荷,最终将影响到三峡水库的水质。本文在对三峡库区典型小城镇石宝镇的给排水设施、居民用水特性和排放污水的水质水量等进行充分调研、监测和统计分析的基础上,利用山地小城镇排水沟渠内部的地形高差形成的水流跌落进行复氧,结合生物接触氧化、人工湿地和稳定塘技术对沟渠进行合理改造,开发具有山地小城镇特色的人工强化技术与自然生态净化技术有机结合特征的生活污水净化处理设施并进行生产性试验。历经8个月的试验研究,得出以下主要结论: (1)石宝镇的给水设施比较完备,自来水普及率接近100%。现存四种污水收集和排放方式,但缺乏覆盖全镇的排水管网。居民人均生活用水量较少,仅为56.5 L/d,“室内有给排水卫生设备和淋浴设备”是最为普遍的用水模式,居民的各项用水支出比例在冬夏季节差别较大,排放的污水呈现出高氮、中磷、低有机物及低碳氮比的特征。 (2)强化沟渠是一种通过合理改造排水沟渠处理污水的净化处理设施。以自然挂膜的方式启动,47天后完成启动挂膜。启动期间系统对CODcr有良好而稳定的去除效果,平均去除率达到74.1%;对TP、NH_4~+-N的去除效果波动较大,到启动后期时趋于稳定,但去除率不高。在系统的常规运行阶段,强化沟渠表现出了较强的去除有机物和SS的能力,对氮磷也有不错的去除效果。系统出水的CODcr、SS和TN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,NH_4~+-N和TP达到二级标准,接近一级B标。 (3)强化沟渠的处理效果受HRT、容积负荷、温度等方面的影响。在HRT=21.4~25.0h、进水CODcr容积负荷小于0.6kgCODcr/m~3·d、NH_4~+-N和TN容积负荷小于0.05kgNH_4~+-N/m~3·d和0.05kgTN/m~3·d、TP容积负荷小于0.004kgTP/m~3·d时,均能获得较佳的去除效果。系统内的硝化作用与水温密切相关,不同温度下的试验研究表明:平均温度下降6.7℃,出水NH_4~+-N增加了10mg/L,去除率下降约20%,同时低温会引起亚硝酸盐的累积。 (4)本试验利用强化沟渠内部处理段出水口和进水口的高度差进行跌水曝气充氧。系统内共设6处跌落区,跌落高度0.5~0.7m。在系统常规运行的稳定阶段,系统平均充氧值大于2.8mg/L,有效的保障了系统高效稳定的运行。由于氧转移速度、跌水高度、饱和溶解氧浓度、水中溶解氧初始浓度的差别,6个跌落区之间和各跌落区在不同运行阶段的跌水充氧效果差别较大。 (5)对强化沟渠内的5种植物进行综合比较发现:5种植株体内的氮含量相差不大,均在24.97-30.94mg/g干重之间;磷含量差异较大,其中凤眼莲植株体内的磷含量最高,达到10.59 mg/g干重。美人蕉和凤眼莲在生物量上的优势明显。单位面积的美人蕉和凤眼莲对氮磷的吸收和去除能力较强,抗高温和病虫害能力强,并且具备较佳的观赏价值,是试验植物中最适合强化沟渠系统中人工湿地段和稳定塘段移植的植物。 (6)强化沟渠处理小城镇生活污水在技术、经济和环境效益方面都有显著的优势。结合三峡库区山地小城镇的技术经济实力、污水排放特点、污水处理现状,强化沟渠具有较佳的推广价值,其生产性试验对其他地区的实际工程有一定借鉴意义。 【关键词】:三峡库区 山地小城镇 生活污水 处理技术 强化沟渠
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要3-5
  • ABSTRACT5-12
  • 1 绪论12-24
  • 1.1 我国小城镇水污染状况概述12-17
  • 1.1.1 我国小城镇的发展现状12
  • 1.1.2 我国小城镇水污染现状12-13
  • 1.1.3 小城镇生活污水的特点13
  • 1.1.4 小城镇常用污水处理工艺13-15
  • 1.1.5 三峡库区小城镇生活污水处理现状15-17
  • 1.2 沟渠系统在水污染治理中的研究和应用17-21
  • 1.2.1 沟渠系统概述17
  • 1.2.2 国内外对沟渠系统的研究和应用现状17-21
  • 1.3 课题的提出及研究目的和内容21-24
  • 1.3.1 课题的提出21-22
  • 1.3.2 研究目的22-23
  • 1.3.3 研究内容23-24
  • 2 试验小城镇的给排水特征24-41
  • 2.1 给排水设施现状和居民满意度分析24-27
  • 2.1.1 供水设施和居民饮用水现状24-25
  • 2.1.2 居民对供水现状的满意度分析25
  • 2.1.3 污水收集和处理设施现状25-26
  • 2.1.4 居民对污水收集和处理现状的满意度分析26
  • 2.1.5 居民卫生、用水设备和给排水管材现状26-27
  • 2.2 居民用水特性27-30
  • 2.2.1 居民生活用水量27-28
  • 2.2.2 居民用水现状和特性28-29
  • 2.2.3 影响居民生活用水量的主要因素29-30
  • 2.3 排放污水的水质水量特征30-39
  • 2.3.1 采样设置和分析方法30-31
  • 2.3.2 排放污水的水质特征31-35
  • 2.3.3 排放污水的水量水质变化规律35-39
  • 2.4 本章小结39-41
  • 3 强化沟渠试验设施的设计和运行效果分析41-64
  • 3.1 强化沟渠试验设施设计和工程实施41-50
  • 3.1.1 相应的技术原理概述41-47
  • 3.1.2 强化沟渠的工艺设计47-49
  • 3.1.3 强化沟渠的设计参数和工程实施49-50
  • 3.2 试验安排和实验方法50-51
  • 3.3 启动阶段的运行特征和处理效果51-55
  • 3.3.1 强化沟渠启动方法51-52
  • 3.3.2 处理效果和分析52-54
  • 3.3.3 生物膜的生长情况54-55
  • 3.3.4 植物的生长情况55
  • 3.4 常规运行阶段的处理效果和分析55-60
  • 3.4.1 系统常规运行过程概述55-56
  • 3.4.2 处理效果和分析56-60
  • 3.5 单个处理段的处理效果和分析60-62
  • 3.5.1 CODcr61
  • 3.5.2 NH_4~+-N61
  • 3.5.3 TN61-62
  • 3.5.4 TP62
  • 3.5.5 SS62
  • 3.6 本章小结62-64
  • 4 强化沟渠的运行效能研究64-89
  • 4.1 水力停留时间64-67
  • 4.2 容积负荷67-70
  • 4.2.1 进水CODcr 容积负荷与CODcr 去除的关系67-68
  • 4.2.2 进水NH_4~+-N 容积负荷与NH_4~+-N 去除的关系68-69
  • 4.2.3 进水TN 负荷容积与TN 去除的关系69
  • 4.2.4 进水TP 容积负荷与TP 去除的关系69-70
  • 4.3 温度70-74
  • 4.3.1 较高温度时对硝化过程的影响71-72
  • 4.3.2 较低温度时对硝化过程的影响72-74
  • 4.3.3 不同温度下的NH_4~+-N 去除效果74
  • 4.4 溶解氧74-79
  • 4.4.1 跌水曝气效能分析75-78
  • 4.4.2 溶解氧与污染物去除效果的关系78-79
  • 4.5 植物79-87
  • 4.5.1 植物的筛选、移植和生长79-83
  • 4.5.2 植物对氮磷的去除能力分析83-87
  • 4.6 本章小结87-89
  • 5 强化沟渠污水处理设施的实践分析89-95
  • 5.1 技术分析89-91
  • 5.2 经济分析91-93
  • 5.2.1 工程造价91-92
  • 5.2.2 运行成本92-93
  • 5.3 环境效益分析93-94
  • 5.4 本章小结94-95
  • 6 结论与建议95-97
  • 6.1 结论95-96
  • 6.2 问题和建议96-97
  • 致谢97-98
  • 参考文献98-103
  • 附录103


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