热泵潜流湿地系统运行效果及除污机制研究

发布时间：2020-06-10 20:21

【摘要】：相比于传统的污水处理方法,人工湿地技术具有管理方便,投资和运行成本较低,对氮磷去除效果更好等优点而在国内外得到了大范围的推广应用。但冬季低温条件下处理效果降低一直是限制人工湿地在北方大规模应用的主要瓶颈。文章将人工湿地技术与热泵技术创新性的结合起来,建设小型人工潜流湿地,以唐山市某污水处理厂出水为水源,研究在不同的水力停留时间下,人工湿地对污水中TN、TP、COD、氨氮的去除效果以及热泵在人工湿地中的应用效果,得出如下结论:当HRT=4d时对污水处理的综合效果达到最好,此时,TP、TN、氨氮、COD的平均去除率分别为99.6%、55.86%、91.99%、62.49%;COD和TN的去除主要发生在湿地池体的前部和中部,TP的去除主要发生在湿地池体的前部,氨氮的去除主要发生在湿地池体的中部和后部。湿地系统对氮磷的去除主要发生在沸石层,钢渣和砾石层去除效果较差;试验芦苇和香蒲对氮磷的吸收量都是地上部大于地下部,且对氮磷的吸收量在湿地去除量中的比例最高仅为4.1%和4.8%,植物在人工湿地中对氮磷的去除作用很小,基本可以忽略;湿地出水三维荧光特性分析表明,试验污水中存在芳香蛋白类物质、溶解性微生物代谢物,富里酸和腐殖酸,且沿水流方向各有机物浓度呈现出递减的趋势;试验运行期间,TN、COD、TP和氨氮的全年去除率分别在50%、55%、96%和80%以上,随热泵设定温度的升高,处理费用增加,就经济性而言,热泵温度设定为35℃更经济合理。
【图文】：

构建 1 座小型混凝土型人工潜流湿地(如图 1)，并预留出水口、取样口，湿地底部和四周敷设保温层，热泵机组紧邻湿地设置。循环加热管由热泵端引出，以迂回方式布置，湿地基质共分三层，沸石层、钢渣层和底部砾石承托层，每两层之间的界面敷设循环加热管，整个系统以污水厂出水作为湿地的进水水源和热泵的水源侧，将热泵加热后的出水通过循环加热管流经湿地内部，提高湿地系统中的污水温度，，湿地和热泵出水通过出水管排入外界污水池。

性能的影响分析实验结果可知，钢渣和沸石碱性条件下分别对磷、氮去除能力最好，故可将钢渣作为人工湿地的中间吸附层，与沸石结合共同去除废水中的氮磷。由于砾石颗粒较粗、过滤性能好、价格便宜且对氮磷有一定的吸附能力，性质稳定，选作为人工湿地基质的承托层。2.2 热泵潜流湿地基质表征分析2.2.1 基质 SEM 及 EDS 分析对上述四种基质材料进行电镜扫描，结果如下：
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;TU83

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本文编号：2706810