潜流人工湿地强化除磷新方法研究

发布时间：2020-07-12 05:43

【摘要】：为了提高中国农村污水处理效果,运用东南大学提出的“厌氧-缺氧-跌水充氧-人工湿地”组合工艺进行中试试验。本研究主要对人工湿地部分进行改进,通过改变人工湿地的基质或在湿地后端投加强化除磷物质,提高农村污水中磷的去除效率,使出水达到国家标准。通过对材料初步筛选试验,选择了在静态条件下对低浓度磷有较好去除效果的物质;对筛选出的物质进行等温吸附试验,研究物质对溶液中磷的吸附特征,考察物质粒径、投加量和pH对物质吸附除磷的影响;利用吸附动力学和热力学试验,了解筛选出的物质对溶液中磷的吸附动力学特征,探究了反应温度、物质粒径和初始磷浓度对物质吸附除磷动力学过程的影响,研究物质热力学性质。最后,将筛选出的物质应用于潜流人工湿地中,考察季节、水力条件对以普通砾石、加气混凝土砌块和石膏为基质的湿地的影响,探究湿地沿程磷浓度的变化情况。将加气块作为强化除磷设施应用于人工湿地后端强化除磷,考察填料高度和进水C/N对除磷效果的影响,考察加气块饱和后吸附的磷形态。潜流人工湿地强化除磷新方法研究的主要结论如下:1、对于初步筛选试验,选择蛤蜊壳、鱼骨、鸡蛋壳、螃蟹壳、石膏、加气混凝土砌块和菱镁矿七种生活厨余废弃物和工业生产废弃物,蛤蜊壳、石膏和加气块对低浓度磷有较好的去除效果,去除率分别达到57.4%、76.6%和94.6%。2、等温吸附试验表明,Langmuir方程和Freundlich均能很好的描述蛤蜊壳、石膏和加气块对磷的吸附特征,相关系数均达到0.9以上,其中,Langmuir更适合描述蛤蜊壳对磷的吸附,Freundlich更适合描述石膏和加气块的除磷特征。3、对于牡蛎壳,酸性条件有利于磷的吸附。对于加气混凝土块和石膏,pH的增加有利于反应吸附磷。剂量对反应也有很大的影响。投加量的增加会引起加气块和蛤蜊壳去除率的提高和吸附量的降低,对于石膏,由于石膏粉末在反应中会凝结成块,过多的石膏去除率反而会一定程度的下降。颗粒大小对三种物质的除磷有很大的影响。对于牡蛎壳,颗粒越小,除磷效果越高。4、吸附动力学和热力学试验表明:准二级动力学方程均能很好的描述蛤蜊壳、加气混凝土砌块和石膏的吸附除磷过程,三种物质除磷均是自发的吸热反应。5、季节对人工湿地运行的影响较大,夏季去除效果最好,冬季最差。进水pH对普通砾石为基质的人工湿地影响不大,但对以加气混凝土砌块、石膏为基质的人工湿地有影响,在碱性条件下,这两种湿地的除磷效果均有一定程度的提高。减小湿地水力负荷有利于人工湿地对总磷的去除。6、当后端强化除磷设施的填料高度为40cm,组合系统的去除率可达到85%左右。进水C/N的提高使后端装置对磷的去除效果越好。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703.1
【图文】：

流程图,组合工艺,流程图

图 2-1 组合工艺流程图Fig.2-1 Combined process flow chart内容利用厨余废弃物蛤蜊壳、鱼骨、鸡蛋壳、螃蟹壳以及菱镁矿、石膏质作为人工湿地基质和强化除磷单元对污水中磷的去除情况，以普基质对比，进一步优化工艺条件，考察工艺运行效果，为实际工程所得实验参数应用于实际工程。主要研究内容如下：除磷物质初步筛选及等温吸附试验 7 种物质在 5mg/L 磷浓度下对溶液中磷的吸附情况，初步筛选出物质。将筛选后的物质绘制磷等温吸附曲线，用Langmuir、Freundl附曲线拟合，通过Langmuir曲线得到物质对磷的理论吸附量，考察因素对物质吸附磷的影响。物质吸附除磷动力学和热力学研究

形态分布,蛤蜊

根据前期试验结果，筛选出除磷效果好的物质作为湿地基质，在不同季节对的除磷情况进行监测，改变湿地水力负荷和进水 pH，考察不同工况对湿地运行的影探究磷在湿地中沿程去除机制。（4）潜流人工湿地-强化除磷组合工艺研究结合潜流人工湿地除磷效果，确定后端强化除磷中试装置大小，通过填料柱试确定投加物质的粒径。改变湿地和后端装置运行工况，考察不同水力条件、填料投和进水 C/N 对组合装置除磷的影响。分析磷的去除效率及在组合装置中的形态分布示潜流人工湿地组合体系在处理农村小型生活污水中的除磷规律。2.3 试验材料2.3.1 材料来源本试验采用的鸡蛋壳，鱼骨，蛤蜊壳，蟹壳均来自东南大学无锡分校食堂，菱购自山东烟台某厂，石膏来自宜兴的一家陶瓷厂，加气混凝土块来自苏州的一家材料厂。其中，试验主要用到的蛤蜊壳、石膏和加气混凝土砌块如图 2-2~2-4 所示

形态分布,石膏,除磷

【参考文献】