徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理技术及设施运营管理模式研究

发布时间：2017-09-20 06:45

  本文关键词：徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理技术及设施运营管理模式研究

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【摘要】：近年来,徒骇河、马颊河流域农村生活污水排放量逐年增加,由于缺少必要的污水收集管道和处理设施,生活污水随意排放现象严重,致使徒骇河、马颊河流域水环境恶化,水资源短缺问题更加突出,不仅威胁到流域内村民的饮用水水质安全,也影响了流域社会经济的健康持续发展。农村生活污水处理效果主要取决于处理技术的选择和处理设施的运营管理。一方面,毛细管污水净化系统由于在技术、资金和管理等方面具有较大的优势,在国外已被广泛应用于分散式污水治理,在我国北方农村地区也有广阔的应用前景。但当前的毛细管污水净化系统对填料的选择以及运行条件的选用不够科学合理,导致处理效果不理想,因而研究不同的填料组合方式及运行条件对污染物去除效果的影响,提出系统结构改良和运行工艺优化的方案具有重要的现实意义。另一方面,徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理设施在法律法规、资金投入、监督机制等运营管理层面存在较大问题,导致处理设施运行效率低下。因此在对污水处理技术研究的基础上,注重污水处理设施运营管理模式的研究,优化选择适合农村经济承受能力、处理效果好的管理模式尤为重要。在技术层面,本研究采用毛细管污水净化系统,研究了两种混合装填配比的沸石、活性炭、无烟煤对COD、NH4+-N的吸附效果,在此基础上研究了系统在不同进水负荷、不同浓度阶段的情况下对COD、NH4+-N的去除效果。主要的研究结论如下:(1)选用沸石、活性炭以及无烟煤混合装填,配比分别是3:1:1、1:1:1,在水力负荷为0.4m3/(m2d),水力停留时间为36小时条件下,两种配比方式对COD的最高去除率都能在62%以上,对NH4+-N的最高去除率都能在77%以上。配比方式为3:1:1的装填方式对COD、NH4+-N去除效果要优于配比方式为1:1:1的装填方式;两种配比对NH4+-N的去除效果均优于COD;最佳水力停留时间是12小时。(2)在沸石、活性炭以及无烟煤混合装填配比为3:1:1,水力停留时间为12小时的条件下,水力负荷对COD、NH4+-N的处理效果为0.1m3/(m2?d)0.3m3/(m2?d)0.5m3/(m2?d),其中,水力负荷为0.3m3/(m2?d)较为适用。(3)在沸石、活性炭以及无烟煤混合装填配比为3:1:1,水力负荷为0.3m3/(m2?d),水力停留时间为12小时的条件下,比较了系统对54~152mg/L、204~296mg/L、356~447mg/L三个浓度阶段的COD和6~14mg/L、21~32mg/L、38~60mg/L三个浓度阶段的NH4+-N的去除效果,结果表明系统对低浓度的COD、NH4+-N去除效果最好,因而在实际工程中,建议对生活污水进行预处理,降低浓度后使用毛细管污水净化系统。在生活污水处理设施运营管理层面,本研究分析了徒骇河、马颊河流域生活污水处理设施运营管理现状及存在的主要问题,介绍了美国、日本、韩国农村污水处理设施管理经验及当前我国农村生活污水处理设施主要管理模式,根据污水处理设施运营管理模式的选择原则,为流域提出了三种等级逐渐提高的运营管理模式,即村民自主管理模式、委托运营模式、BOT模式,并分别从市场环境、法律法规、资金保障、监管机制、环保意识等方面提出了保障措施。三种管理模式适合区域如下:(1)在徒骇河、马颊河流域远离城市,村庄分散,经济水平低,水质生化性好或出水要求较低且使用分散污水处理设施的地区,建议使用村民自主管理模式管理污水处理设施。(2)在靠近城市,人口密度较大,经济水平较高,排水要求较高且能寻求到环境服务商的城郊农村地区;或者靠近河流,对环境较敏感的农村地区,如徒骇河、马颊河、德惠新河沿岸的村庄,建议使用委托运营模式管理污水处理设施。(3)在居住集中,水量排放大,处理技术复杂,排水要求较高,经济较发达,容易寻求到环境服务商,有中水回用要求的需要永久建立污水处理设施的乡镇或者新型农村居民社区,建议使用BOT模式管理污水处理设施。
【关键词】：徒骇河、马颊河流域 农村生活污水 毛细管污水净化系统 污水处理设施 运营管理模式
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-16
• 第1章 绪论16-30
• 1.1 研究背景16-20
• 1.1.1 我国水环境现状16-18
• 1.1.1.1 水资源量16-17
• 1.1.1.2 水污染现状17-18
• 1.1.2 农村生活污水处理设施建设现状18-20
• 1.2 农村生活污水小型处理设施20-24
• 1.2.1 污水净化沼气池20-21
• 1.2.2 厌氧生物膜池21-22
• 1.2.3 序批式生物反应器（SBR）22-23
• 1.2.4 氧化沟23
• 1.2.5 生物接触氧化池23-24
• 1.3 毛细管污水净化系统24-27
• 1.3.1 简介24-26
• 1.3.1.1 原理24-25
• 1.3.1.2 优点及适用区域25
• 1.3.1.3 国内外研究情况25-26
• 1.3.2 污染物去除机理26-27
• 1.3.2.1 有机物去除机理26
• 1.3.2.2 TN去除机理26
• 1.3.2.3 TP去除机理26-27
• 1.3.2.4 悬浮物去除机理27
• 1.4 研究的必要性27-30
• 1.4.1 课题来源及研究意义27-28
• 1.4.2 研究内容及技术路线28-30
• 第2章 徒骇河、马颊河流域自然地理状况与社会经济现状30-36
• 2.1 徒骇河、马颊河流域自然地理状况30-34
• 2.1.1 徒骇河、马颊河流域地理位置及气候30-31
• 2.1.2 徒骇河、马颊河流域水资源量及水质情况31
• 2.1.3 徒骇河、马颊河流域农村生活污水特征及排放要求31-34
• 2.1.3.1 用水量31-32
• 2.1.3.2 排水量32
• 2.1.3.3 水质32-33
• 2.1.3.4 排放标准33-34
• 2.2 徒骇河、马颊河流域社会经济状况34-36
• 2.2.1 徒骇河、马颊河流域所属行政区域34
• 2.2.2 徒骇河、马颊河流域产业及居民收入34-36
• 第3章 毛细管污水净化系统试验研究36-50
• 3.1 前言36
• 3.2 不同填料配比的影响研究36-41
• 3.2.1 材料与方法36-39
• 3.2.1.1 试验材料36-37
• 3.2.1.2 试验装置37-38
• 3.2.1.3 试验方法38
• 3.2.1.4 分析方法38
• 3.2.1.5 数据处理38-39
• 3.2.2 结果分析39-41
• 3.2.2.1 配比方式比较分析40
• 3.2.2.2 COD、NH4+-N去除效果比较分析40
• 3.2.3.3 最佳停留时间分析40-41
• 3.3 不同水力负荷的影响研究41-44
• 3.3.1 材料与方法41
• 3.3.1.1 试验材料与实验装置41
• 3.3.1.2 试验方法41
• 3.3.1.3 分析方法与数据处理41
• 3.3.2 结果分析41-44
• 3.3.2.1 不同水力负荷对COD去除效果41-43
• 3.3.2.2 不同水力负荷对NH4+-N去除效果43-44
• 3.4 不同进水浓度影响研究44-47
• 3.4.1 材料与方法44-45
• 3.4.1.1 试验材料与实验装置44
• 3.4.1.2 试验方法44
• 3.4.1.3 分析方法与数据处理44-45
• 3.4.2 结果分析45-47
• 3.4.2.1 不同进水浓度对COD的去除效果45-46
• 3.4.2.2 不同进水浓度对NH4+-N的去除效果46-47
• 3.5 本章小结47-50
• 第4章 徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理设施管理模式50-78
• 4.1 前言50
• 4.2 徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理设施建设及管理状况50-52
• 4.2.1 建设现状50-51
• 4.2.1.1 政策依据50
• 4.2.1.2 资金来源50-51
• 4.2.1.3 建设规模51
• 4.2.2 存在问题51-52
• 4.2.2.1 法律法规及标准不完善51
• 4.2.2.2 建设及运营管理资金匮乏51-52
• 4.2.2.3 监督机制不规范52
• 4.2.2.4 环保意识薄弱52
• 4.3 国外农村生活污水处理设施典型运营管理模式52-59
• 4.3.1 美国53-54
• 4.3.2 日本54-57
• 4.3.3 韩国57-59
• 4.4 农村生活污水处理设施主要运营管理模式59-67
• 4.4.1 管理外包模式59-61
• 4.4.1.1 村民自主管理模式59
• 4.4.1.2 政府自主管理模式59-60
• 4.4.1.3 委托运营模式60-61
• 4.4.2 特许经营模式及永久私有化模式61-67
• 4.4.2.1 TOT模式62-63
• 4.4.2.2 BOT模式63-64
• 4.4.2.3 DBO模式64-65
• 4.4.2.4 BOO模式65-67
• 4.5 徒骇河、马颊河流域农村生活污水处理设施运营管理模式的选择67-74
• 4.5.1 选择原则67-68
• 4.5.1.1 排放标准符合性原则67
• 4.5.1.2 技术可行性原则67
• 4.5.1.3 经济合理性原则67
• 4.5.1.4 资源合理利用原则67-68
• 4.5.1.5 管理便利性原则68
• 4.5.2 选择模式68-74
• 4.5.2.1 村民自主管理模式及案例68-70
• 4.5.2.2 委托运营模式及案例70-72
• 4.5.2.3 BOT模式及案例72-74
• 4.6 运营管理模式保障措施74-76
• 4.6.1 完善市场环境，拓宽环境服务商参与渠道74
• 4.6.2 建立健全法律法规体系，制定农村生活污水排放标准74-75
• 4.6.3 建立多元投入机制，，完善资金投入体系75
• 4.6.4 建立全方位监督机制，引导全社会关注污水处理事业75
• 4.6.5 加大宣传教育力度，提高公众水环境保护意识75-76
• 4.7 本章小结76-78
• 第5章 结论与建议78-80
• 5.1 结论78-79
• 5.1.1 毛细管污水净化系统研究78
• 5.1.2 处理设施运营管理模式研究78-79
• 5.2 建议79-80
• 参考文献80-86
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果86-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：886523