农户式人工湿地污水处理系统模式研究

发布时间：2017-06-12 12:06

  本文关键词：农户式人工湿地污水处理系统模式研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国有近96%的农村没有污水处理设施,加剧了水体污染。农户家庭直接排放的废水(包括生活污水和畜禽养殖废水)对农村水环境造成了极大的影响。目前,城镇污水的主要处理方式依旧是传统集中式或点式污水处理工艺,但我国广大农村地区,由于欠缺经济实力和技术手段,缺乏公共的排水管网,显然无法照搬城镇的污水处理系统。人工湿地污水处理系统因其建设费用少,运行成本低,操作简便,易于管理且具有生态效应等优点,很适合作为一个最佳水污染控制的替代解决方案应用于我国广大农村。作为一项生态技术,人工湿地处理系统符合节能环保标准,对当前我国正开展新农村建设具有重要的现实意义。本研究设计一种将表流和潜流湿地组合为“表流型A一潜流型B”二级串联的人工湿地系统,采用植物群落模式,配置高吸附容量的复合填料,针对乡村农户生活污水的特点,使用污染物含量与农村家庭生活污水类似的试验废水,建立了规模为2t/d的中试试验,考察了系统的处理效果。为了提高组合模式在冬季的除磷效果,试验选取了Ca(OH)2和FeSO_4作为辅助除磷试剂,考察了水溶液体系中两者的除磷效应。主要研究结果如下：(1)构建的农户污水处理系统对COD的处理效果十分显著,平均去除率为82.71%,且抗冲击能力强,在冬季进水COD含量明显增高时,出水也能保持稳定,达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准[GB 18918-2002]的一级A标准。(2)系统对TP的去除效果也令人满意,平均去除率达到54.73%。季节变化对系统的总磷去除率有影响,夏秋两季的去除率(59.04%)高于冬季去除率(45.02%),夏秋两季的出水能达到排放标准[GB 18918-2002]的一级B标准,冬季能达到二级标准。(3)TN的平均去除率为42.76%,NH_4~+-N的平均去除率为48.07%。相比于TP,氮素的去除受季节影响较小,在整个运行过程中,TN的去除基本能达到排放标准[GB 18918-2002]的一级B标准。(4)复合填料和湿地植物群落模式在净化污水中作用显著。系统各处理单元达到了去除COD、TN、TP和NH_4~+-N的设计标准。(5) Ca(OH)2和FeSO_4均具有较好的除磷效果,单独使用时Ca(OH)2要优于FeSO_4。Ca(OH)2和FeSO_4的添加顺序和用量比例对除磷和稳定溶液pH有显著影响,先添加Ca(OH)2再施用FeSO_4的去磷效果最优。当Ca(OH)2与FeSO_4浓度比为200/200、300/300、200/300、300/400(mg/L)时,不仅可极大地提高磷的去除率,还可以有效地调节系统溶液的酸碱度至中性,从而保持人工湿地生态系统的稳定性。本研究的意义：(1)建立了一个新的人工湿地模式,可以有效地处理分散式农户家庭废水；(2)采用高吸附容量填料和湿地植物群落技术改善了处理工艺；(3)为使用Ca(OH)2和FeSO_4强化人工湿地除磷提供了新方案和基础数据。
【关键词】：人工湿地 农户模式 生活污水 COD 总氮 氨氮 总磷
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 我国农村水污染现状11-13
• 1.2 我国农村生活污水处理现状13-15
• 1.3 国内外研究进展15-17
• 1.4 研究的目的及意义17-18
• 第二章 人工湿地技术概况18-29
• 2.1 人工湿地分类19-20
• 2.1.1 表流湿地19
• 2.1.2 潜流湿地19
• 2.1.3 垂直流湿地19-20
• 2.2 人工湿地的组成20-22
• 2.2.1 基质20-21
• 2.2.2 植物21
• 2.2.3 微生物21-22
• 2.3 人工湿地去污机理22-25
• 2.3.1 有机污染物的去除22
• 2.3.2 氮的去除22-23
• 2.3.3 磷的去除23-24
• 2.3.4 重金属的去除24-25
• 2.4 人工湿地工艺研究进展25-29
• 2.4.1 国外研究进展25-26
• 2.4.2 国内研究进展26-29
• 第三章 农户式组合人工湿地中试试验29-47
• 3.1 材料与方法29-38
• 3.1.1 组合人工湿地中试处理模式构建29-34
• 3.1.2 基质配置34-35
• 3.1.3 植物配置35-36
• 3.1.4 试验基地与试验废水概况36-37
• 3.1.5 运行与测试37-38
• 3.2 主要污染物的去除效果分析38-46
• 3.2.1 系统COD的去除38-40
• 3.2.2 系统TN和氨氮的去除40-43
• 3.2.3 系统TP的去除43-46
• 3.3 小结46-47
• 第四章 Ca(OH)_2和FeSO_4的除磷效应研究47-53
• 4.1 材料与方法47-49
• 4.1.1 试验原理47
• 4.1.2 试验试剂与测定方法47-48
• 4.1.3 试验方法48-49
• 4.2 结果与讨论49-52
• 4.2.1 试剂添加量对磷去除的影响49-50
• 4.2.2 温度对磷去除的影响50-51
• 4.2.3 溶液体系pH值的变化51
• 4.2.4 Ca(OH)_2—FeSO_4联合作用的除磷效果51-52
• 4.3 小结52-53
• 第五章 总结与展望53-56
• 5.1 结论53-54
• 5.2 创新点54
• 5.3 研究展望54-56
• 参考文献56-67
• 附录 攻读学位期间的主要学术成果67-68
• 致谢68

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本文编号：443994