多级生态单元组合系统深度处理污水厂尾水工艺优化研究

发布时间：2017-10-15 09:33

  本文关键词：多级生态单元组合系统深度处理污水厂尾水工艺优化研究

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【摘要】：近年来,随着我国经济发展加快,工业化、城市化及农业现代化进程的快速推进,导致水体污染及湖泊富营养化现象越来越严重,而氮磷是造成水体富营养化的主要原因。城镇污水处理厂尾水具有水量及氮磷排放量大的特点,排入湖泊进一步加剧了湖泊富营养化程度,因此开展尾水中氮磷深度去除对改善水环境具有重要意义。本文构建了多级生态单元组合系统,包括生态塘、潜流湿地、表流湿地及沉水植物塘等单元,作为城市污水处理厂尾水深度处理系统,具有管理简单、运行费用低、适用性强的特点。试验以池塘水作为处理对象,分析不同组合流程对污染物的去除效果,优选适宜的生态单元组合工艺流程,探讨适宜流程中各生态单元的功能以及对污染物的去除效果。在此基础上,以无锡市芦村污水处理厂尾水作为处理对象,探究湿地植物及基质对污染物的强化去除效果,分析不同水力负荷条件对氮磷去除效果的影响,考察氮磷在系统各单元的沿程变化情况,最后在适宜的植物及基质配置与水力负荷条件下,针对低碳氮比的尾水,探讨增加缓释碳源对尾水中氮磷的强化去除效果。主要结果如下：(1)在水温6℃C-29.5℃C、水力负荷0.24m3/(m2·d)条件下,优选“生态塘+潜流湿地+两级表流湿地+沉水植物塘”组合系统作为深度处理适宜工艺,其对池塘水COD. NH4+-N、TN及TP的去除率分别为67.1%、40.4%、41.1%及35.7%,出水COD、NH4+-N、TN及TP的浓度范围分别为20-30mg/L.2.5-3.0mg/L.3-4.2mg/L及0.21,-0.28mg/L。(2)当水温为1℃C-18℃C,水力负荷为0.24m3/(m2·d)时,采用“潜流湿地+两级表流湿地”组合工艺对污水处理厂尾水的TN平均去除率为45.6%,出水浓度在6--7mg/L内；TP平均去除率为53.5%,出水浓度在0.05～0.15mg/L内。为了强化污水处理厂尾水氮磷去除效果,优选湿地基质为加气混凝土砌块,湿地植物可选择美人蕉或鸢尾。(3)当水温为1℃～18℃C时,水力负荷从0.30m3/(m2·d)减小到0.18m3/(m2·d),多级生态单元组合系统对污水处理厂尾水TN和TP的去除率分别从39.4%和47.2%提高到56.2%和58.6%,表明减小水力负荷、延长水力停留时间,可提高污水处理厂尾水中污染物的去除效率。(4)有机碳源是影响反硝化细菌进行反硝化脱氮的主要因素。试验进水COD/N值从2增加到4.1时,组合系统对TN的去除效率从45.6%增加到58.4%,表明添加有机碳源可以有效改善湿地对氮素污染物的去除效果。综上,针对低碳比的污水处理厂尾水,采用“生态塘+潜流湿地+两级表流湿地+沉水植物塘”组合系统,当水温为1℃～18℃、适宜的水力负荷为0.24m3/(m2·d)时,可有效去除尾水中有机物、氮、磷等污染物,添加碳源可进一步提高出水水质。该生态组合系统的应用,将有效改善水环境水质。
【关键词】：多级生态单元组合系统 污水厂尾水 人工湿地 水力负荷 有机碳源
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景10
• 1.2 污水处理厂二级出水深度处理工艺10-15
• 1.2.1 生态塘概述及研究进展11
• 1.2.1.1 基本概述11
• 1.2.1.2 国内外研究进展11
• 1.2.2 人工湿地概述11-15
• 1.2.2.1 湿地定义及分类11-13
• 1.2.2.2 人工湿地净化机理13-15
• 1.2.2.3 国内外研究进展15
• 1.3 组合系统运行方式研究进展15-17
• 1.3.1 人工湿地运行方式15-16
• 1.3.2 组合系统运行方式研究进展16-17
• 1.4 研究目的及意义17-18
• 1.5 研究内容和技术路线18-20
• 1.5.1 研究内容18
• 1.5.2 技术路线18-20
• 第二章 试验材料与方法20-23
• 2.1 试验装置20-21
• 2.2 工艺流程设计21
• 2.3 试验植物及其配置21-22
• 2.4 分析项目与方法22-23
• 第三章 多级生态单元组合系统优化方案探索研究23-30
• 3.1 概述23-24
• 3.1.1 试验水质23
• 3.1.2 试验方案23
• 3.1.3 试验运行条件23-24
• 3.2 不同工艺流程下污染物去除效果变化分析24-28
• 3.2.1 COD去除效果逐月变化24-25
• 3.2.2 氨氮去除效果逐月变化25-26
• 3.2.3 TN去除效果逐月变化26-27
• 3.2.4 TP去除效果逐月变化27-28
• 3.3 多级生态单元组合系统适宜流程分析28-30
• 第四章 组合系统优化流程对污染物去除效果分析30-36
• 4.1 概述30
• 4.1.1 试验水质30
• 4.1.2 试验运行条件30
• 4.2 污染物的去除效果分析30-34
• 4.2.1 COD的去除效果分析30-31
• 4.2.2 NH_4~+-N的去除效果分析31-32
• 4.2.3 对TN的去除效果分析32-33
• 4.2.4 对TP的去除效果分析33-34
• 4.3 本章小结34-36
• 第五章 低碳氮比条件下氮磷的强化去除效果研究36-46
• 5.1 试验水质及试验方法36-37
• 5.1.1 试验水质36-37
• 5.1.2 试验方法37
• 5.1.3 试验运行条件37
• 5.2 不同植物及基质配置对氮磷的强化去除效果分析37-39
• 5.2.1 TN去除效果随时间的变化38-39
• 5.2.2 TP去除效果随时间的变化39
• 5.3 水力负荷对氮磷的强化去除效果分析39-42
• 5.3.1 组合系统水力负荷控制措施40
• 5.3.2 水力负荷对TN去除的影响40-41
• 5.3.3 水力负荷对TP去除的影响41-42
• 5.4 沿程方向氮磷浓度变化规律42-43
• 5.4.1 沿程方向TN的变化规律42
• 5.4.2 沿程方向TP的变化规律42-43
• 5.5 添加碳源对TN的强化去除效果分析43-44
• 5.6 本章小结44-46
• 第六章 污水处理厂尾水生态处理与景观协调一体化示范工程设计46-54
• 6.1 示范工程概况46-47
• 6.1.1 地理位置46
• 6.1.2 地方需求46
• 6.1.3 水量及水质特征46-47
• 6.1.4 出水水质目标47
• 6.2 方案比选及工艺特点47-49
• 6.2.1 示范工程方案设计47-48
• 6.2.2 示范工程方案比选48-49
• 6.2.2.1 流程单元功能分析48
• 6.2.2.2 方案优选48-49
• 6.3 示范工程工艺设计49-50
• 6.3.1 工艺流程49
• 6.3.2 工艺设计49-50
• 6.3.2.1 生态塘49
• 6.3.2.2 表流湿地电—潜流湿地/沉水植物塘49-50
• 6.3.2.3 植物配置50
• 6.4 示范工程施工布置图50-54
• 6.4.1 示范工程平面布置图50-51
• 6.4.2 示范工程高程布置图51
• 6.4.3 示范工程施工图51-52
• 6.4.4 示范工程效果图52-54
• 第七章 结论与展望54-57
• 7.1 主要研究结论54-55
• 7.2 研究展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 作者在硕士期间研究成果61

【参考文献】

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本文编号：1036392