北运河通州城区段水质净化研究与示范

发布时间：2020-11-20 12:59

　　 随着社会经济的发展,北运河水质持续恶化。目前,通州境内北运河水系水质均为劣V类,水体黑臭。通过对北运河通州城区段主要排污口排放污水进行水质水量监测,证明东方化工厂东侧有3个入河排污口,其排放污水的污染浓度在北运河流域最高,对北运河水质的影响最严重。为探索构建北运河通州城区段水质改善与修复净化系统,本论文分别以北运河入河高浓度污水及受污染河水为研究对象,针对主要污染物组成、去除负荷及各类处理工艺优势特点,分析和提出应用物理化学和生物化学净化技术的组合工艺系统,开展水处理工艺技术研究。通过曝气生物滤池深度净水技术、新型生物固定化膜生物反应器、电化学仿生滤池试验研究,在对照分析的基础上形成城市景观水体的高效处理单元组合技术体系,并建立示范工程。针对入河污水高碳高氮的问题,设计了单段及两段高效微生物载体曝气生物滤池(Biological Aerated Filter, BAF)处理技术方案。BAF工艺对入河污水处理试验结果表明,出水均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准。通过Q=10L/h的组合(Membrane Bio-Reactor, MBR) MBR、预臭氧曝气生物活性炭滤池(O3-BAC)和电化学3种小试工艺进行受污染地表水净化处理试验,比较和综合评价了系统运行期间的进出水浓度范围和平均去除率,最后确定组合MBR工艺和O3-BAC工艺出水效果明显优于电化学工艺系统,尽管电化学工艺系统对TN具有较高的去除率,达到54%。通过对组合MBR工艺和O3-BAC工艺中试系统技术和经济的比较结果发现,组合MBR和O3-BAC工艺处理北运河受污染河水,后者的吨水投资比前者节省1.06元,二者的净化效果差异不大,但后者对于CODCr的去除率高于前者。针对受污染河水待处理水量大、可生化性低和有机物难去除的水质特点,建议采用O3-BAC工艺作为河水水质的深度处理优选工艺。采取BAF+O3-BAC两种工艺进行进一步组合研究,对北运河直排污水和受污染河水进行净化。组合工艺在最佳工况条件下稳定运行结果表明：系统对CODCr、NH3-N和TN平均去除率分别为61%、96%和19%,出水平均浓度分别达到35.7 mg/L、0.63mg/L和14.6mg/L,满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T1 8921-2002)观赏性河道类水质标准,组合工艺系统中各反应器单元均对污染物的去除有所贡献。上述试验研究为北运河通州城区段水质净化研究与示范工程(运行规模为3万 m3/d)提供技术支持。通过对示范工程稳定运行3年后的进出水效果评价,该组合工艺既遏制了排污口主要污染物入河污染,又达到了处理河道大量景观水,为森林公园提供绿化用水的目的,具有进一步的推广价值。
【学位单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：X522
【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外河流水体污染及治理现状
    1.3 国内外河流污染水水质净化技术研究进展
    1.4 研究内容与技术路线
第二章 北运河通州城区段概况
    2.1 自然地理概况
    2.2 社会经济概况
    2.3 河湖水系现状分析
第三章 入河污水曝气生物滤池水质净化工艺技术研究
    3.1 引言
    3.2 排污口污水水量与水质调研
    3.3 研究内容及思路
    3.4 试验装置与分析项目
    3.5 试验结果及讨论
    3.6 不同工况条件下污染物去除影响研究
    3.7 小结
第四章 北运河通州城区段水质深度净化中试试验研究
    4.1 引言
    4.2 北运河通州城区段水质净化小试工艺系统比选
    4.3 预臭氧曝气生物活性炭滤池进行地表水处理的中试研究
    4.4 组合MBR工艺系统进行地表水处理的中试研究
    4.5 北运河通州城区段水质净化中试工艺系统比选
    4.6 小结
第五章 组合工艺水质净化技术研究及优化
    5.1 引言
    5.2 试验装置与分析项目
    5.3 结果及讨论
第六章 北运河通州城区段水质净化示范工程
    6.1 工程前期调研与论证
    6.2 设计参数
    6.3 工艺流程
    6.4 工程内容
    6.5 工程效益
第七章 北运河通州城区段水质净化示范工程后评价
    7.1 运行效果评价
    7.2 运行成本分析
    7.3 最佳运行条件
    7.4 存在问题
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
作者简历

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本文编号：2891452