论文部分内容阅读
研究以开发高效能、低投资、低成本及易于管理的小城镇污水处理技术为目标;针对传统人工湿地处理效能低、易堵塞等问题,提出了“生物絮凝—多级人工湿地渗滤床”处理技术,该系统的预处理集水解酸化、生物絮凝及沉淀为一体,人工湿地渗滤床采用多级形式,在系统中设置了硝化区和反硝化区,并在基质填料中设置了强化除磷的煤渣和石灰石填料层,强化系统的脱氮除磷效能;同时,对基质采用科学级配,改善水力特性增强防堵功效。通过试验筛选出了高效富集氮磷的植物及高效的除磷填料。并通过示范工程生产性试验,得出生物絮凝、生物化学协同絮凝及多级人工湿地渗滤床运行的关键参数,该处理系统对较高浓度的城镇污水和冬季低温表现出良好的适应性,拓宽了人工湿地渗滤床应用范围。研究得出的主要结论如下:①高效脱氮植物筛选试验结果表明:当氨氮和总氮负荷分别为3.0gNH4+-N/m2.d和3.61gTN-N/m2.d,栽种有打碗子、美人蕉、灯心草和芦竹的人工湿地渗滤床氨氮去除率分别为55.7%、54.4%、44.7%和42.0%;总氮去除率分别为50%、48.4%、41.7%和40.0%;植物的脱氮效能依次为:打碗子﹥美人蕉﹥灯心草﹥芦竹。②除磷基质筛选试验表明:当进水PO43--P浓度为2.9mg/L,停留时间为4h时,砾石、烧结碎砖和煤渣三种基质的出水PO43--P浓度依次为2.0mg/L、1.0mg/L和0.4mg/L,去除率分别为31.0%、75.9%和86.2%。除磷能力大小依次为:煤渣﹥烧结碎砖﹥砾石;将不同体积煤渣和砾石配比形成的人工湿地渗滤床系统,除磷能力随着煤渣配比比例的增加而提高,当停留时间为2h,V煤渣:V渗滤床分别为0、0.3、0.5和0.7,进水PO43--P浓度为3.1mg/L,出水PO43--P分别为2.6、1.9mg/L、1.6mg/L、1.55mg/L,去除率分别为16.1%、38.7%、48.4%和50%,随着V煤渣:V渗滤床比例的增大,去除率逐渐升高,并且出水pH也逐渐升高,出水pH从7.3上升到10.3。试验得出最适合配比为V煤渣:V渗滤床=0.3。③预处理效能试验研究表明:温度为20℃~35℃,示范工程Ⅰ生物絮凝预处理系统能使进水COD、NH4+-N和PO43--P浓度分别为741mg/L、89.48mg/L和5.7mg/L,出水浓度分别为260mg/L、76mg/L和4.5mg/L,去除率分别为65%、14.98%和21%;示范工程Ⅱ生物絮凝预处理系统使进水COD、NH4+-N和PO43--P浓度分别为490mg/L、90.2mg/L和5.7mg/L,出水浓度分别为250mg/L、80.94mg/L和4.73mg/L,去除率分别为49%、10.27%和17.8%;采用“生物—化学”协同絮凝强化预处理,试验结果表明:当PAC的投加量为35mg/L时,预处理系统能使进水PO43--P为5.7mg/L,出水PO43--P为2.3mg/L,去除率为59.6%,较生物絮凝对PO43--P去除率提高了38.6%。④当温度为20℃~ 35℃,多级人工湿地渗滤床系统有机负荷为41gCOD/m2.d,氮负荷为11.69gTN/m2.d,可使进水COD、NH4+-N、TN和PO43--P浓度分别为352mg/L、70.12 mg/L、82.54 mg/L和4.5 mg/L的高浓度生活污水,出水浓度分别为47mg/L、32.62mg/L、39.76mg/L和2.0mg/L,去除负荷分别为42.43gCOD/m2.d、5.95gTN/m2.d和0.35gPO43--P/m2.d。⑤当人工湿地渗滤床基质中增加了除磷煤渣层和石灰石层后,温度为25℃~ 30℃,多级人工湿地渗滤床系统的TN去除负荷提高了1.72gTN/m2.d,去除率提高了13.6%; PO43--P的去除负荷提高了0.11gPO43--P/m2.d,去除率提高了15.4%。⑥效能分析表明:“生物絮凝—多级人工湿地渗滤床处理系统”对污染物表现出较高的去除效能,与传统的人工湿地相比,对COD、TN和PO43--P的去除负荷分别增加了2.72gCOD/m2.d、1.59 gTN/m2.d和0.08gPO43--P/m2.d以上。