不同组合人工湿地处理污泥及渗滤液的效能研究

发布时间：2020-08-18 16:26

【摘要】：污泥是污水处理过程中的重要产物,如不进行妥善处理处置,不仅污染环境,而且浪费资源。传统污泥处理处置费用较高,是小城镇污水处理厂面临的重要问题。因此,开发投资低、运行费用低的污泥处理技术对小城镇污水处理厂意义重大。人工湿地污泥处理技术作为生态型污泥处理技术,具有投资低和耗能低等优点,越来越受到国内外广泛的关注。本研究通过构建3组不同组合的人工湿地污泥处理系统,分别分析植物及其种类、蚯蚓添加对人工湿地处理污泥的作用,总结了污泥处理的最佳条件,评估了处理后污泥土地利用的可行性。获得主要结果如下:植物能提高污泥及渗滤液的处理效果。有植物系统较无植物系统中污泥总固体(TS)增加了10.5%,挥发性有机物/总固体(VS/TS)降低了9.6%;渗滤液化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)去除率增加了2.5%、182.7%、56.1%、52.4%。不同的植物类型对污泥的处理能力不同,但渗滤液处理效果相近。芦苇系统较香蒲系统中污泥TS增加了25.1%,VS/TS降低了5.9%。蚯蚓能促进污泥的脱水和稳定,但对去除渗滤液中污染物的影响较小。蚯蚓系统较无蚯蚓系统中TS增加了2.0%,VS/TS降低了2.6%。有植物系统处理污泥和渗滤液的最佳进泥周期及负荷分别为10L/4d、12L/4d;香蒲和芦苇系统处理污泥和渗滤液的最佳进泥周期及负荷均为3L/d。蚯蚓密度为10.8 kg/m3时,污泥和渗滤液处理效果最佳。在这些不同系统的最优条件下,渗滤液中COD、NH_4~+-N、TN和TP去除率均超过90%,且出水重金属浓度低于我国污水综合排放标准(GB8978-1996)。污泥处理效果最佳组合为蚯蚓+芦苇系统,其稳定后污泥的TS、VS/TS、脱氢酶活性(DHA)分别为73.5%、21.1%、0.65 g(三苯基甲佨)/g(污泥)。经人工湿地系统处理后的污泥,重金属含量能满足我国系列污泥土地利用标准,如农用(GB-18918-2002)、林地用(CJT-362-2011)、土地改良(CJT-291-2008)等。通过重金属形态分析,重金属对土壤不易造成威胁(Cd除外),且蚯蚓的添加能降低Cd生物可利用性。处理后污泥中氮(N)、磷(P)、钾(K)含量均能满足我国污泥土地利用标准(CJT309-2009、CJT-362-2011、CJT-291-2008)。卫生学污染指标表明,各系统中大肠杆菌去除率均可达到90%。在蚯蚓+芦苇系统中,污泥稳定效果最佳,其挥发性脂肪酸最低,且其底层污泥物理结构疏松度较高,适合土壤改良。基于对污泥农业风险评价的初步研究,青菜中富集的重金属含量不能满足食品安全标准(GB2762-2012),污泥农业利用存在一定的风险。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703
【图文】：

技术路线图,技术路线,华中农业大学,学位论文

技术路线

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实验设计有无植物系统验系统位于武汉市华中农业大学校内，该地区属于亚热带湿润性季风用 4 组人工湿地系统，即有植物污泥处理系统 (R1)、无植物污泥处有植物渗滤液处理系统 (R2)、无植物渗滤液处理系统 (R4)。分别将有污泥系统排出的渗滤液汇入有植物和无植物渗滤液系统进行进一步处湿地系统采用有机玻璃构建，长宽高分别为 100×20×60cm。装置内部有 15 cm 的粗砾石 (8-16 mm) 和细砾石 (4-8 mm)，系统孔隙率为 42如图 2-1。湿地植物采用美人蕉，实验开始前在有植物、有植物系统中 (50 株/m2)。

趋势图,趋势图,湿度变化

- 6.6- 7.0mV -317 - -50% 0.7 0.3% 0.3 0.1mg/L 7235 2541mg/L 65 27mg/L 5.1 2.5mg/L 0.04 0.03mg/L 389 230mg/L 147 33mg/L 0.5 0.4mg/L 1.4 1.2mg/L 0.2 0.1mg/L 2.0 1.4mg/L 0.2 0.1mg/L 53 28mg/L 0.03 0.02mg/L 0.5 0.2

【参考文献】