生活污水土地处理过程中氮的迁移转化

【摘要】： 土地处理作为一种革新-替代技术,由于具有运行成本低、易于管理、操作简单、处理效果好等优点,近年来被广泛运用于生活污水、低浓度工业废水、养殖场废水的三级处理以及一些高浓度废水的深度处理。对于土地处理中污染物发生的转化方式以及规律,目前研究较少。本文采用3种填料:粘土、粘土+15%稻壳、粘土+30%稻壳,制作成不同填料高度的土柱,来探讨土地处理过程中氮的迁移转化规律,获得的主要结论如下。 (1)通过生物滤池中硝氮的转化速率模型来建立了土地处理中TN的转化模型,所获得的计算结果,与实验数据符合性较好,证明该模型适合于表达土地处理中TN的转化速率。实验结果显示大部分NH4+-N在填料表层20～30cm被硝化,NH4+-N的转化符合一级动力学模型;NO3--N在填料30cm处达到最高浓度,与常规污水处理装置中,NH4+-N的转化符合零级反应规律明显不同,提示:其氧化机理和条件有着自己的特殊规律。 (2)通过本文实验结果中TN的变化和COD的差分法分析变化计算,推测土地处理装置的上部可能发生了同步硝化反硝化。 (3)在粘土柱底部40～50cm这一段,TN的变化若按传统硝化反硝化反应,则所需的COD量远大于COD在此段的实际变化量,根据此段所处的厌氧和低碳源的环境条件下,推测在这段可能发生了厌氧氨氧化脱氮反应,这也可能是在这段不能很好的用硝氮的转化速率来描述TN的转化速率这一现象的原因,这一推测,需要在下一阶段通过生物化学检验方法,验证厌氧氨氧化菌的存在。 (4)由于土地处理中氮素的迁移、转化是多个反应组合的过程,它受COD的影响,即受C/N影响,因此,本文还研究了土地处理中COD的转化过程,其反应符合一级动力学模型。反应常数k2值越大,处理效果越好。针对本试验所用污水低C/N的特殊性和C/N对氮素转化的影响,本文在固定COD、变化进水中NH4+-N的含量和固定TN、变化COD的进水水质条件下测定其出水TN和COD的变化情况,试验表明:当固定进水浓度COD为300mg/L时,NH4+-N浓度为30～100mg/L范围内,出水NH4+-N浓度低于9mg/L;当固定进水浓度NH4+-N为40mg/L,COD浓度为180～420mg/L变化时,其出水在COD大于300mg/L时超过了100mg/L,出现了COD的穿透现象;实验结果表明,当C/N为8时,其TN的去除效果最好。 (5)由于所取粘土中含有一定量的锰,本文通过添加15%的稻壳和5%的石灰,与不加任何其他物质的粘土进行淋溶比较实验,结果表明:添加石灰后的填料几乎没有锰的溶出,在近2个月的时间里,出水中锰的含量一直在国家相关环境要求范围内;粘土与加稻壳的土在的一周的时间里锰的淋出呈线性增加,加稻壳的土柱出水中锰浓度高于粘土的;经过21天的淋溶后出水中锰浓度呈下降趋势。该结果提示:在选取土地处理的土壤材料时,应注意重金属的污染问题,尤其是在元素异常区。 【关键词】：土地处理 氮 硝化 厌氧氨氧化 锰
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 概况10-24
• 1.1 水环境中氮污染的来源、危害及脱氮技术发展现状10-14
• 1.2 生活污水土地处理工艺发展现状14-24
• 第二章 氮素生物降解特性24-34
• 2.1 概述24-25
• 2.2 硝化作用和反硝化作用25-32
• 2.3 氮素生物降解的动力学方程32-34
• 第三章 试验装置与分析方法34-38
• 3.1 实验目的34
• 3.2 实验器材34-36
• 3.3 分析方法36-38
• 第四章 氮素在土地处理中的迁移转化38-55
• 4.1 实验理论依据38
• 4.2 试验方法38-39
• 4.3 启动期氮素的迁移、转化过程39-41
• 4.4 氮素迁移转化规律41-52
• 4.5 穿透试验52-54
• 4.6 小结54-55
• 第五章 COD 在土地处理中的降解及模拟55-62
• 5.1 试验方法55
• 5.2 COD 降解规律的数值模拟55-60
• 5.3 小结60-62
• 第六章 锰对土地处理的影响62-73
• 6.1 问题的来源62-63
• 6.2 有关土壤中锰的文献资料63-65
• 6.3 土壤的预处理及装填65-66
• 6.4 实验结果及分析66-71
• 6.5 小结71-73
• 第七章 结论和启示73-77
• 7.1 主要结论73-75
• 7.2 研究启示75-77
• 参考文献77-85
• 后记85-87
• 附录87

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