固相碳源强化人工湿地脱氮研究

发布时间：2017-08-02 05:04

  本文关键词：固相碳源强化人工湿地脱氮研究

  更多相关文章： 城镇污水处理厂尾水 固相碳源 人工湿地 强化脱氮

【摘要】：近年来,随着人类生产和生活中各种含氮素污染物的大量排放,湖泊、河流等地表水体的富营养化程度日趋加重。城市污水处理厂尾水常作为城市河道水体的补给水,其含有的氮素对受纳水体富营养化存在潜在威胁。针对尾水水质特征,本研究设计了“好氧+缺氧”两段式人工湿地,并在其中添加自主研发的新型固相碳源GC-5作为反硝化碳源与生物膜载体,对GC-5反硝化性能、最适添加量与两段式人工湿地强化脱氮效果进行了研究。研究结果表明:(1)应用固相碳源的序批试验结果表明,GC-5相比于作为对照的锯木屑在启动时间与反硝化效果上均存在明显差异,GC-5与锯木屑启动时间分别为11d、20d,对NO3--N去除率分别为98.86%、53.62%;序批试验动力学研究表明,GC-5反硝化速率0.20mgN/(L·h·g碳源)远高于锯木屑的0.04mgN/(L·h·g碳源);GC-5相比于锯木屑具有更好的碳源释控能力,这些结论说明GC-5可作为反硝化碳源,并具有较好的反硝化性能,为后续试验提供了依据。(2)根据GC-5反硝化与释碳特性,设计了1#~6#模拟人工湿地反应器,其中GC-5添加量不同。研究结果表明,GC-5添加量对人工湿地脱氮效果具有显著影响,当GC-5添加量5.0%时,NO3--N去除率随添加量的增大而增大,当GC-5添加量为5.0%时,NO3--N去除率达到95.0%以上,当GC-5添加量5.0%时,NO3--N去除率不再随添加量的增大而增大,基本保持不变;1#~6#反应器出水有机物浓度随GC-5添加量不同而不同,出水有机物浓度顺序为1#2#3#4#30.0mg/L5#6#;在试验过程中,1#与2#试验系统内产生了一定量的NO2--N积累,5#与6#试验系统存在NH4+-N积累现象,3#、4#试验系统出水NO2--N、NH4+-N浓度均保持在较低水平。综上所述,本研究试验条件下,人工湿地最适GC-5添加量为占基质体积的5.0%。(3)在“好氧+缺氧”两段式人工湿地中添加占基质体积5.0%的GC-5,以强化人工湿地脱氮性能。研究结果表明,GC-5的添加提高了人工湿地脱氮效果,TN去除率由未添加GC-5时的34.91%提升至添加GC-5时的64.62%;温度是影响人工湿地系统NH4+-N、NO3--N、TN去除效率的重要因素,同一水力负荷1.0m3/m2·d下,随着水温升高,系统NH4+-N、NO3--N、TN去除率增大;水力负荷是影响系统TN、TP去除效果的重要因素,温度相似条件下,随着水力负荷增大,系统TN、TP去除率明显降低。
【关键词】：城镇污水处理厂尾水 固相碳源 人工湿地 强化脱氮
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 湖泊营养盐污染现状9-10
• 1.1.2 城镇污水处理现状10-11
• 1.1.3 尾水与湖泊污染11-12
• 1.2 人工湿地12-19
• 1.2.1 人工湿地定义及类型12-15
• 1.2.2 人工湿地脱氮途径15-18
• 1.2.3 人工湿地脱氮影响因素18-19
• 1.3 固相碳源应用于人工湿地脱氮19-22
• 1.4 研究思路、技术路线22-24
• 1.4.1 研究思路与内容22
• 1.4.2 技术路线22-24
• 2 试验材料与方法24-28
• 2.1 试验材料24-25
• 2.1.1 固相碳源24
• 2.1.2 陶粒24
• 2.1.3 接种污泥24
• 2.1.4 试验用水24-25
• 2.2 试验装置与运行方式25-27
• 2.2.1 序批试验方法25
• 2.2.2 连续试验方法25-26
• 2.2.3 人工湿地强化脱氮实验方法26-27
• 2.3 监测方法27-28
• 2.3.1 常规水质监测方法27-28
• 3 固相碳源反硝化与最适添加量研究28-39
• 3.1 序批试验研究28-33
• 3.1.1 序批试验结果28-30
• 3.1.2 反硝化序批试验脱氮动力学30-31
• 3.1.3 固相碳源释碳性能31-33
• 3.2 固相碳源最适添加量33-37
• 3.2.1 GC-5 添加量对脱氮效果的影响33-35
• 3.2.2 GC-5 添加量对出水有机物浓度的影响35
• 3.2.3 GC-5 添加量对氮形态的影响35-37
• 3.3 本章小结37-39
• 4 基于固相碳源人工湿地强化脱氮研究39-53
• 4.1 运行工况与水质特征39-41
• 4.2 基于固相碳源人工湿地污染物去除特性41-48
• 4.2.1 氨氮41-43
• 4.2.2 硝氮43-45
• 4.2.3 总氮45-46
• 4.2.4 有机物46-47
• 4.2.5 总磷47-48
• 4.3 两段式人工湿地污染物浓度变化48-52
• 4.3.1 氮的浓度变化49-51
• 4.3.2 有机物的浓度变化51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 结论与建议53-54
• 5.1 结论53
• 5.2 建议53-54
• 参考文献54-60
• 致谢60

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本文编号：607696