多级慢速渗滤系统深度处理农村分散式生活污水研究

发布时间：2020-11-02 06:31

　　 为解决我国农村生活污水面源污染严重且灰水中氮、磷、有机物含量较高的问题,需要开发适应我国国情的经济有效的农村生活污水分散式处理技术。本文基于土地慢速渗滤系统和Filter系统的原理和技术,利用自制Fe基质生物载体,构建了多级慢速渗滤系统和多介质垂直潜流人工湿地,考察了水力停留时间、季节变化和冬季保温措施对多级慢速渗滤系统的影响,确定了系统对灰水中氮、磷和有机物的去除性能,研究了该系统污染物的沿程浓度变化和去除机理,同时利用多介质垂直潜流人工湿地深度处理多级慢速渗滤系统的出水,并对这两个系统进行了经济效益分析,为农村生活灰水的深度处理提供了技术支持。研究结论如下:(1)通过对几种常见填料的等温吸附对比试验选取了对NH_4~+-N、NO_3~--N和TP吸附性能较好的石英砂和火山岩,加上能高效脱氮除磷的Fe基质生物载体,构建了多级慢速渗滤系统和多介质垂直潜流人工湿地,利用物理-生物-电化学耦合作用深度处理农村生活灰水。(2)研究构建的多级慢速渗滤系统,在NH_4~+-N为25mg/L,TP为4mg/L,COD为250mg/L的水质条件下,进行了 190天的连续运行。结果表明,水力停留时间和温度对污染物去除效果影响显著。在夏秋季(10-330C)水力停留时间为2d时,NH_4~+-N、TP、COD去除率达到81%-95%,出水中NH_4~+-N、TP和COD可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准;增加保温措施可维持系统在冬季(-2-7℃)低温时正常运行。(3)多介质垂直潜流人工湿地可深度处理多级慢速渗滤系统出水,当HRT为 3 d 时,NO_3~--N、NH_4~+-N、TP 和 COD 去除率分别为 97.9%、90.9%、91.0%和80.2%,该出水指标可达《北京市水污染物综合排放标准》(DB 11/307-2013)的A排放限值。(4)多级慢速渗滤系统和多介质垂直潜流人工湿地的单位污水处理量的投资成本分别为966元/m~3和839.5元/m~3,单位污水处理量运行费用分别为0.202元/m~3和0.352元/m~3。研究提出的组合工艺可经济高效地用于农村分散式污水处理。图44幅,表16个,参考文献129篇。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X799.3
【部分图文】：

集中收集模式并不适用于农村地区。应根据当地实际，采用不同模式收集污水，??开发适合农村特点的处理方式。农村生活污水的收集模式分为两类［１９，２（）］，即集??中式生活污水收集模式和分散式生活污水收集模式，见图１－２。集中式生活污水指??集中居住的农村居民排放的生活污水，统一铺设污水管网，将生活污水纳入村镇??或就近城市的市政管网统一处理，污水收集量一般为３００?ｍ３／ｄ以上。分散式污水??收集模式则指适用于农村地区分散居住的居民生活污水的收集模式，污水收集量??一般为３００?ｍ３／ｄ以下。分散式生活污水又包括大型联户、中型联户、小型联户和??单个农户的生活污水［１１］。??接入＿剛—的街触活污水．１??｜＿＿收難式＿ｎ￣ｉ纳入市政管ｍ的郊区生活污水??农村生活污水???收集模式［Ｈ大铟联户生活污水??分散型生活污水中型联户连招???—｜小型联户生活＇／５水??个农户生活污ｆ??图１－２农村生活污水收集类型??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｒｕｒａｌ?ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｓｅｗａｇｅ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ??２０１０年环保部发布的《农村生活污染防治技术政策》［１４］中指出，农村生活污??水处理应该在源头削减、污染控制和资源化利用的基础上，遵循分散处理为主、??分散处理和集中处理相结合的原则［２１］。我国污水集中处理的工艺己经日趋成熟和??完善，考虑到我国农村经济基础和地理环境，农村居民分散程度和管理水平现状，??６??

图１－３研究技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??

此外电化学作用产生的微电流有刺激微生物生长的作用。Ｆｅ基质生物载体填料的??粒径为５－１５?ｍｍ，比表面积为３２?ｍ２／ｇ，孔隙率为４６％，密度为１２００?ｋｇ／ｍ３，物理??强度２?６００?ｋｇ／ｃｍ２，该载体填料的实物图如图２－１所示。??：錄??图２－１?Ｆｅ基质生物载体??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｉｒｏｎ－ｂａｓｅｄ?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ??Ｆｅ基质生物载体的脱氮除磷效能和原理将在第３章详细说明，其具体制备过??程如下所示：??制备原料为还原性铁粉（３００目）、粉末活性炭（２００目）、多种金属催化剂、??粘合剂、发泡剂等。制备试验装置为电热恒温鼓风干燥箱（ＸＨ－１－３００型）、箱式保??护气氛炉（ＳＸ－１２－１０型），如图２－２所示。??ｍｍ??ｍ?｜ＨＨ??气＇丨??图２－２复合多孔催化生物颗粒载体制备试验装置??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎａｔａｌ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｉｒｏｎ－ｂａｓｅｄ?ｂｉｏｃａｒｒｉｅｒｓ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ??Ｆｅ基质生物载体的制备过程为：将还原性铁粉、粉末活性炭、多种金属催化??剂等按一定比例混合均匀，加入粘合剂和发泡剂，再加入水调和，充分搅拌直至??２０??
【参考文献】

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本文编号：2866696