太阳能微曝气人工湿地组合工艺处理污水的效能研究

【摘要】：论文采用厌氧/好氧生物膜、垂直潜流人工湿地组合工艺处理实际高浓度生活污水,探讨了湿地基质(沸石)改性及系统对污染物的去除效能。为获得性能改良的人工湿地基质沸石,考查了天然斜发沸石吸附氨氮的影响因素,进而采用焙烧、酸浸、碱浸、盐浸等方法对其进行改性。结果表明,经盐浸焙烧联合改性,沸石单层理论吸附量可提高约16%,吸附过程符合经典的Langmuir和Freundlich等温线模型,其吸附行为符合拟二级动力学。研究了生物膜、人工湿地联合系统对生活污水的处理效果。在进水COD、NH4+-N、TN、TP浓度582.57、159.89、186.54、14.49mg/L条件下,生物膜单元可去除大部分COD、NH4+-N,而对TN、TP去除效果不佳。光照强度决定太阳能曝气器供电强度和曝气量大小,在11:00-16:00时段,生物膜反应器内DO水平可稳定维持在5mg/L,利于污染物降解。考查了后续垂直流人工湿地的运行效果,结果表明美人蕉湿地较黄菖蒲湿地处理效果好,两者对生物膜出水中COD、NH4+-N的去除率分别为22.6%vs.15.6%和14.24%vs.3.7%,对TN、TP的去除效率相差不大。人工湿地与生物膜单元的联合运行可保证系统对高浓度生活污水的稳定处理,COD、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别维持在79.8%、75.2%、62.4%、57.1%。 【关键词】：生物膜 人工湿地 改性沸石 生活污水
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 生物膜法10-13
• 1.2.1 原理和特点10-11
• 1.2.2 除磷研究进展11-12
• 1.2.3 脱氮研究进展12-13
• 1.3 人工湿地13-18
• 1.3.1 概述13-15
• 1.3.2 人工湿地基质15-18
• 1.4 研究内容与意义18-20
• 1.4.1 研究内容18
• 1.4.2 创新之处18
• 1.4.3 研究意义18-20
• 第二章 实验材料与分析方法20-23
• 2.1 试验材料与方法20-22
• 2.1.1 试验装置20-21
• 2.1.2 试验用水21
• 2.1.3 分析项目与检测方法21-22
• 2.2 实验方案22-23
• 2.2.1 人工湿地基质的吸附和改性研究22
• 2.2.2 组合工艺对污染物的去除22-23
• 第三章 人工湿地基质改性23-44
• 3.1 实验材料23
• 3.2 天然沸石吸附特性23-27
• 3.2.1 粒径的影响23-24
• 3.2.2 投加量的影响24-25
• 3.2.3 pH值的影响25-26
• 3.2.4 温度的影响26-27
• 3.3 沸石的改性研究27-33
• 3.3.1 焙烧改性27-29
• 3.3.2 酸改性29
• 3.3.3 碱改性29-30
• 3.3.4 盐改性30-31
• 3.3.5 联合改性31-33
• 3.4 吸附等温线研究33-37
• 3.4.1 吸附等温线实验33
• 3.4.2 等温线模型33-35
• 3.4.3 初始氨氮浓度对吸附效果的影响35
• 3.4.4 Langmuir吸附等温线模型的拟合与分析35-36
• 3.4.5 Freundlich吸附等温线模型的拟合与分析36-37
• 3.5 吸附动力学研究37-43
• 3.5.1 吸附动力学实验37-38
• 3.5.2 动力学曲线38
• 3.5.3 Lagergren拟一级吸附动力学模型38-40
• 3.5.4 Lagergren拟二级吸附动力学模型40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 组合工艺对污染物去除的初步研究44-65
• 4.1 生物膜工艺处理效率44-55
• 4.1.1 有机物去除44-47
• 4.1.2 氨氮去除47-50
• 4.1.3 总氮去除50-53
• 4.1.4 总磷去除53-55
• 4.2 太阳能曝气对工艺的影响55-59
• 4.2.1 溶解氧变化55-57
• 4.2.2 对COD去除影响57-58
• 4.2.3 对NH4+-N去除影响58-59
• 4.2.4 对TP的去除影响59
• 4.3 生物膜人工湿地组合工艺去除效率59-63
• 4.3.1 人工湿地植物59-60
• 4.3.2 COD去除60-61
• 4.3.3 NH4+-N去除61-62
• 4.3.4 TN去除62
• 4.3.5 TP去除62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 结论和建议65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 建议66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间发表的学术论文及专利情况74

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