复合潜流人工湿地与生物接触氧化组合工艺处理生活污水的试验研究
发布时间：2022-02-22 09:09
针对传统潜流人工湿地污水处理工艺负荷率较低,处理效果受温度影响较大的问题,对传统潜流人工湿地结构进行了改进,并与生物接触氧化工艺相组合,用于常温较高浓度污水和低温低浓度污水的处理。试验优化了改进型潜流人工湿地的水力参数,分析了水平及垂直潜流湿地污染物去除规律及特点,对水平潜流湿地不同深度基质内污染物分布规律和自然复氧槽复氧效果进行研究,在此基础上构建了复合潜流湿地;对复合潜流湿地在常温和低温不同水力条件下的污染物去除效果进行研究,结合试验结果探讨了复合潜流湿地的反应动力学和水力学特征,计算了反应动力学参数;根据生物接触氧化和复合潜流湿地的特点,提出了生物接触氧化和复合潜流湿地不同组合次序的污水处理适用条件,并进行了生产性试验研究。复合潜流湿地试验表明,适宜水力停留时间不宜超过96h,否则会出现污染物去除率下降,导致占地面积过大;与水平或潜流湿地相比,复合潜流湿地可有效提高湿地水力负荷率,常温季节可提高约35%,低温季节可提高约25%;提高容积负荷率可有效提高污染物去除速率,当COD、TP、TN及NH3-N的容积负荷率分别在（570）g·m-3·d-1、（0.05<...
【文章来源】：重庆大学重庆市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 中国水环境现状
1.1.1 河流水质及变化
1.1.2 湖泊水质及变化
1.1.3 污染物来源构成分析
1.2 人工湿地及生物接触氧化技术
1.2.1 人工湿地
1.2.2 生物接触氧化
1.3 课题提出
1.4 研究内容、目的及意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 目的及意义
1.5 论文创新点
2 试验条件及方法
2.1 试验条件
2.1.1 进水水质
2.1.2 试验流程
2.1.3 试验内容
2.1.4 影响因素及水平确定
2.2 试验仪器及分析方法
2.2.1 物理指标
2.2.2 常规指标
2.2.3 生物特性指标
3 复合潜流人工湿地试验研究
3.1 湿地优化及设计
3.1.1 优化改进思路
3.1.2 结构及改进简介
3.1.3 湿地基质选择
3.1.4 湿地植物选择
3.2 试验启动
3.2.1 启动条件及方法
3.2.2 两种湿地出水水质指标分析
3..2.3 生物膜指标分分析
3.2.4 植植物指标标分析
3.2.5 启动试验小结
3.3 湿地水力影响因素试验与优选
3.3.1 水力停留时间对去除率的影响
3.3.2 水力负荷率对去除率的影响
3.3.3 水平侧流湿地污染物沿基质深度分布规律
3.3.4 水平侧流湿地自然复氧槽复氧规律研究
3.3.5 小结
3.4 复合潜流人工湿地构建及试验研究
3.4.1 复合潜流人工湿地构建
3.4.2 水力停留时间对去除率的影响
3.4.3 水力负荷率对去除率的影响
3.4.4 回流比对去除率的影响
3.4.5 容积负荷对去除速率的影响
3.4.6 污染物沿程变化规律及讨论
3.4.7 小结
3.5 本章结论
4 复合潜流湿地反应动力学及水力学模型探讨
4.1 反应动力学模型
4.1.1 衰减模型
4.1.2 生态动力学模型
4.1.3 一级动力学模型
4.1.4 米-门公式模型
4.2 一级动力学模型拟合及检验
4.2.1 典型污染物动力学模型拟合
4.2.2 一级动力学模拟结果的检验与分析
4.3 复合潜流湿地水力学特征及优化探讨
4.3.1 复合潜流湿地流态特征分析
4.3.2 复合潜流湿地水力条件的设计与控制
5 复合潜流湿地与生物接触氧化组合工艺试验研究
5.1 试验设计
5.1.1 生物接触氧化+复合潜流湿地工艺
5.1.2 复合潜流湿地+生物接触氧化工艺
5.2 组合工艺的启动试验
5.2.1 生物接触氧化池启动
5.2.2 组合工艺的过渡性试验
5.3 生物接触氧化+复合潜流湿地工艺试验
5.3.1 不同温度及气水比条件下COD 去除效能分析
5.3.2 不同温度及气水比条件下NH3-N 去除效能分析
5.3.3 不同温度及气水比条件下TN 去除效能分析
5.3.4 不同气水比条件下TP 去除规律
5.3.5 不同气水比条件下SS 去除规律
5.3.6 小结
5.4 复合潜流湿地+生物接触氧化工艺试验
5.4.1 低温条件下气水比、回流比对COD 去除效能影响
5.4.2 低温条件下气水比、回流比对NH3-N 去除效能影响
5.4.3 低温条件下气水比、回流比对TN 去除效能影响
5.4.4 低温条件下气水比、回流比对TP 去除效能影响
5.4.5 小结
5.5 本章结论
6 组合工艺生产性试验研究
6.1 试验条件
6.1.1 地理及气候条件
6.1.2 植物分布与选择
6.1.3 水质条件
6.2 工艺优化和构建
6.2.1 试验工艺流程
6.2.2 主要工艺参数
6.2.3 最优工况
6.3 全程处理效能分析
6.3.1 COD 的去除效果
6.3.2 NH_3-N 的去除效果
6.3.3 TP 的去除效果
6.3.4 各单元的去除效能贡献率
6.3.5 湿地处理效能部分外界影响因素讨论
6.4 本章结论
7 结论和建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B. 作者在攻读博士学位期间科研工作情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型人工湿地及其在小城镇污水处理中的应用[J]. 何强,万杰,翟俊,梁建军. 土木建筑与环境工程. 2009(05)
[2]不同回流比对无植物垂直流人工湿地除氮效果的影响[J]. 崔理华,郑离妮,楼倩,陈茵,朱文玲. 环境工程学报. 2009(07)
[3]寒冷地区人工湿地污水处理技术研究进展[J]. 王湛,万佳静,陈晓东,李军,王硕. 环境保护科学. 2009(02)
[4]新型填料在生物接触氧化工艺中的应用研究[J]. 侯德,孟庆义,廖日红,刘操,许志兰,金桂琴. 北京水务. 2009(01)
[5]强化生物絮凝/三级人工湿地处理高浓度生活污水[J]. 张勤,周兴伟,周健. 中国给水排水. 2009(01)
[6]人工湿地去除氨氮机理及影响因素研究[J]. 尹连庆,谷瑞华. 环境工程. 2008(S1)
[7]寒冷地区应用人工湿地处理污水研究进展[J]. 戴春雷,刘晓艳,张雷,李英丽,初磊. 油气田环境保护. 2008(04)
[8]人工湿地在冬季低温地区的应用研究进展[J]. 黄翔峰,谢良林,陆丽君,刘佳. 环境污染与防治. 2008(11)
[9]北方地区人工湿地系统去除氨氮、总磷试验研究[J]. 王东,李岚波,王磊. 环境保护科学. 2008(03)
[10]人工湿地植物的选择驯化研究综述[J]. 时应征,王晓,强艳艳,栾小丽. 技术与创新管理. 2008(01)
博士论文
[1]活性污泥法—人工湿地联合处理城市污水研究[D]. 付国楷.同济大学 2007
[2]膜生物反应器—人工湿地复合系统净化工艺研究[D]. 肖恩荣.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[3]复合垂直流人工湿地系统除磷研究[D]. 张晟.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[4]不同基质对垂直流人工湿地处理效果及堵塞影响研究[D]. 张翔凌.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[5]垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究[D]. 叶建锋.同济大学 2007
[6]人工湿地除磷基质筛选及其吸附机理研究[D]. 赵桂瑜.同济大学 2007
[7]水平潜流人工湿地净化受污染水体研究[D]. 闻岳.同济大学 2007
[8]强化人工湿地对富营养化水体的修复及作用机理研究[D]. 付融冰.同济大学 2007
[9]潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究[D]. 雒维国.东南大学 2005
[10]人工湿地与城市水体中生物膜特性及功能研究[D]. 李今.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2005
硕士论文
[1]自充氧多层生物接触氧化工艺研究[D]. 杨东明.大连交通大学 2008
[2]人工湿地去除重金属的动力学研究[D]. 李现坡.同济大学 2008
[3]潜流人工湿地降解受污染水体中有机物研究[D]. 蒋玲燕.同济大学 2007
[4]自回流生物转盘与人工湿地组合技术处理农村生活污水[D]. 张承芳.东南大学 2006
[5]人工湿地系统水力学优化设计研究[D]. 陆琦.浙江大学 2005
[6]微污染源水生物接触氧化处理技术[D]. 缪晶广.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3639143
【文章来源】：重庆大学重庆市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 中国水环境现状
1.1.1 河流水质及变化
1.1.2 湖泊水质及变化
1.1.3 污染物来源构成分析
1.2 人工湿地及生物接触氧化技术
1.2.1 人工湿地
1.2.2 生物接触氧化
1.3 课题提出
1.4 研究内容、目的及意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 目的及意义
1.5 论文创新点
2 试验条件及方法
2.1 试验条件
2.1.1 进水水质
2.1.2 试验流程
2.1.3 试验内容
2.1.4 影响因素及水平确定
2.2 试验仪器及分析方法
2.2.1 物理指标
2.2.2 常规指标
2.2.3 生物特性指标
3 复合潜流人工湿地试验研究
3.1 湿地优化及设计
3.1.1 优化改进思路
3.1.2 结构及改进简介
3.1.3 湿地基质选择
3.1.4 湿地植物选择
3.2 试验启动
3.2.1 启动条件及方法
3.2.2 两种湿地出水水质指标分析
3..2.3 生物膜指标分分析
3.2.4 植植物指标标分析
3.2.5 启动试验小结
3.3 湿地水力影响因素试验与优选
3.3.1 水力停留时间对去除率的影响
3.3.2 水力负荷率对去除率的影响
3.3.3 水平侧流湿地污染物沿基质深度分布规律
3.3.4 水平侧流湿地自然复氧槽复氧规律研究
3.3.5 小结
3.4 复合潜流人工湿地构建及试验研究
3.4.1 复合潜流人工湿地构建
3.4.2 水力停留时间对去除率的影响
3.4.3 水力负荷率对去除率的影响
3.4.4 回流比对去除率的影响
3.4.5 容积负荷对去除速率的影响
3.4.6 污染物沿程变化规律及讨论
3.4.7 小结
3.5 本章结论
4 复合潜流湿地反应动力学及水力学模型探讨
4.1 反应动力学模型
4.1.1 衰减模型
4.1.2 生态动力学模型
4.1.3 一级动力学模型
4.1.4 米-门公式模型
4.2 一级动力学模型拟合及检验
4.2.1 典型污染物动力学模型拟合
4.2.2 一级动力学模拟结果的检验与分析
4.3 复合潜流湿地水力学特征及优化探讨
4.3.1 复合潜流湿地流态特征分析
4.3.2 复合潜流湿地水力条件的设计与控制
5 复合潜流湿地与生物接触氧化组合工艺试验研究
5.1 试验设计
5.1.1 生物接触氧化+复合潜流湿地工艺
5.1.2 复合潜流湿地+生物接触氧化工艺
5.2 组合工艺的启动试验
5.2.1 生物接触氧化池启动
5.2.2 组合工艺的过渡性试验
5.3 生物接触氧化+复合潜流湿地工艺试验
5.3.1 不同温度及气水比条件下COD 去除效能分析
5.3.2 不同温度及气水比条件下NH3-N 去除效能分析
5.3.3 不同温度及气水比条件下TN 去除效能分析
5.3.4 不同气水比条件下TP 去除规律
5.3.5 不同气水比条件下SS 去除规律
5.3.6 小结
5.4 复合潜流湿地+生物接触氧化工艺试验
5.4.1 低温条件下气水比、回流比对COD 去除效能影响
5.4.2 低温条件下气水比、回流比对NH3-N 去除效能影响
5.4.3 低温条件下气水比、回流比对TN 去除效能影响
5.4.4 低温条件下气水比、回流比对TP 去除效能影响
5.4.5 小结
5.5 本章结论
6 组合工艺生产性试验研究
6.1 试验条件
6.1.1 地理及气候条件
6.1.2 植物分布与选择
6.1.3 水质条件
6.2 工艺优化和构建
6.2.1 试验工艺流程
6.2.2 主要工艺参数
6.2.3 最优工况
6.3 全程处理效能分析
6.3.1 COD 的去除效果
6.3.2 NH_3-N 的去除效果
6.3.3 TP 的去除效果
6.3.4 各单元的去除效能贡献率
6.3.5 湿地处理效能部分外界影响因素讨论
6.4 本章结论
7 结论和建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B. 作者在攻读博士学位期间科研工作情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型人工湿地及其在小城镇污水处理中的应用[J]. 何强,万杰,翟俊,梁建军. 土木建筑与环境工程. 2009(05)
[2]不同回流比对无植物垂直流人工湿地除氮效果的影响[J]. 崔理华,郑离妮,楼倩,陈茵,朱文玲. 环境工程学报. 2009(07)
[3]寒冷地区人工湿地污水处理技术研究进展[J]. 王湛,万佳静,陈晓东,李军,王硕. 环境保护科学. 2009(02)
[4]新型填料在生物接触氧化工艺中的应用研究[J]. 侯德,孟庆义,廖日红,刘操,许志兰,金桂琴. 北京水务. 2009(01)
[5]强化生物絮凝/三级人工湿地处理高浓度生活污水[J]. 张勤,周兴伟,周健. 中国给水排水. 2009(01)
[6]人工湿地去除氨氮机理及影响因素研究[J]. 尹连庆,谷瑞华. 环境工程. 2008(S1)
[7]寒冷地区应用人工湿地处理污水研究进展[J]. 戴春雷,刘晓艳,张雷,李英丽,初磊. 油气田环境保护. 2008(04)
[8]人工湿地在冬季低温地区的应用研究进展[J]. 黄翔峰,谢良林,陆丽君,刘佳. 环境污染与防治. 2008(11)
[9]北方地区人工湿地系统去除氨氮、总磷试验研究[J]. 王东,李岚波,王磊. 环境保护科学. 2008(03)
[10]人工湿地植物的选择驯化研究综述[J]. 时应征,王晓,强艳艳,栾小丽. 技术与创新管理. 2008(01)
博士论文
[1]活性污泥法—人工湿地联合处理城市污水研究[D]. 付国楷.同济大学 2007
[2]膜生物反应器—人工湿地复合系统净化工艺研究[D]. 肖恩荣.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[3]复合垂直流人工湿地系统除磷研究[D]. 张晟.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[4]不同基质对垂直流人工湿地处理效果及堵塞影响研究[D]. 张翔凌.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2007
[5]垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究[D]. 叶建锋.同济大学 2007
[6]人工湿地除磷基质筛选及其吸附机理研究[D]. 赵桂瑜.同济大学 2007
[7]水平潜流人工湿地净化受污染水体研究[D]. 闻岳.同济大学 2007
[8]强化人工湿地对富营养化水体的修复及作用机理研究[D]. 付融冰.同济大学 2007
[9]潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究[D]. 雒维国.东南大学 2005
[10]人工湿地与城市水体中生物膜特性及功能研究[D]. 李今.中国科学院研究生院（水生生物研究所） 2005
硕士论文
[1]自充氧多层生物接触氧化工艺研究[D]. 杨东明.大连交通大学 2008
[2]人工湿地去除重金属的动力学研究[D]. 李现坡.同济大学 2008
[3]潜流人工湿地降解受污染水体中有机物研究[D]. 蒋玲燕.同济大学 2007
[4]自回流生物转盘与人工湿地组合技术处理农村生活污水[D]. 张承芳.东南大学 2006
[5]人工湿地系统水力学优化设计研究[D]. 陆琦.浙江大学 2005
[6]微污染源水生物接触氧化处理技术[D]. 缪晶广.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3639143
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