高效藻类塘处理农村生活污水氮磷去除机理及工艺研究

【摘要】：本研究基于国家“863”计划“河网区面源污染控制成套技术”(编号:2002AA601012),在太湖流域面源污染控制示范区内调查了农村生活污水的水质水量特征,建立了高效藻类塘处理设施以及相应的小试装置,重点研究了高效藻类塘的启动过程、对农村生活污水中氮磷的去除效率和去除机理及其影响因素,其次对高效藻类塘后续处理设施水生生物塘的除藻、脱氮和除磷效率进行了研究,并对高效藻类塘系统进行了强化氮磷去除工艺探索,最后通过高效藻类塘小试装置探讨了不同水深、水温和停留时间以及搅拌方式对高效藻类塘氮磷去除效率和转化途径的影响,得出了适宜的运行参数。 太湖流域农村地区人均用水量为100L/d,收集量大约是用水量的40～45%,可收集的人均生活污水最大量约为45L/d。 高效藻类塘系统位于江苏省宜兴市大浦镇洋渚村(30°16′42″N,119°54′24″E),整个工艺包括化粪池、一级高效藻类塘、二级高效藻类塘和水生生物塘,各个处理设施依次串联运行。 采用农村生活污水直接培养的方式对高效藻类塘进行藻类培养和驯化,在水深为0.5m、流速为0.35m/s以及适宜的气候条件下约4d可培养成功。培养完成时优势藻为四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda),叶绿素a浓度为0.28mg/L。高效藻类塘藻菌共生系统在培养过程中存在藻类、好氧异养菌、亚硝酸菌、硝酸菌依次生长过程,当亚硝酸菌和硝酸菌达到平衡时,藻菌共生系统培养成熟。藻菌共生系统的培养约25～30d可完成。高效藻类塘培养简单、启动快,有利于其在农村地区的推广应用。 两级高效藻类塘全年对TN的去除效率为29.4%,其中一级高效藻类塘占全年处理量的70.9%、二级占29.1%;两级高效藻类塘全年对NH_4~+-N的去除效率为91.6%,其中一级高效藻类塘占NH_4~+-N处理量的80.7%、二级占19.3%。 高效藻类塘对TN的去除以藻类等颗粒有机氮的沉降为主,氨氮挥发较少。一级高效藻类塘全年对NH_4~+-N的转化量中硝化作用、藻类吸收和氨氮挥发的比例分别为61.6%、35.7%和2.7%;二级高效藻类塘全年对NH_4~+-N的转化量中硝化作用、藻类吸收和氨氮挥发的比例分别为70.9%、20.3%和8.8%。经风速校正 【关键词】：高效藻类塘 农村生活污水 水生生物塘 脱氮除磷
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 第1章 绪论16-38
• 1.1 湖泊面源污染与农村生活污水16-19
• 1.1.1 湖泊污染现状与面源污染16-17
• 1.1.2 面源污染的概念及其组成成分和来源17-18
• 1.1.3 农村生活污水治理的重要性18-19
• 1.2 农村生活污水治理技术19-25
• 1.2.1 农村生活污水治理技术的选择原则19
• 1.2.2 农村生活污水治理技术分类19-25
• 1.3 高效藻类塘技术及其研究进展25-38
• 1.3.1 高效藻类塘简介25-26
• 1.3.2 高效藻类塘与稳定塘以及活性污泥法的比较26-28
• 1.3.3 高效藻类塘的生物与物理化学特性28-31
• 1.3.4 高效藻类塘氮磷去除机理研究进展31-35
• 1.3.5 高效藻类塘氮磷去除机理研究中尚需解决的问题35
• 1.3.6 高效藻类塘氮磷去除的影响因素35-36
• 1.3.7 高效藻类塘后续除藻技术36-38
• 第2章 研究内容和试验方法38-53
• 2.1 课题背景、来源及意义38-39
• 2.2 研究内容39
• 2.3 示范区概况39-40
• 2.4 五庄生活污水特征前期调查40-43
• 2.4.1 调查目的和方法40-41
• 2.4.2 生活污水排放方式、规律和强度41
• 2.4.3 卫生洁具使用现状和发展趋势41-42
• 2.4.4 人均用水量和人均排水量42-43
• 2.4.5 污水处理方式和现状43
• 2.5 高效藻类塘系统的设计与建造43-48
• 2.5.1 高效藻类塘系统概况43
• 2.5.2 工艺选择43-44
• 2.5.3 各单元主要功能和设计参数44-47
• 2.5.4 高效藻类塘系统的建造47
• 2.5.5 高效藻类塘系统的运行47-48
• 2.6 主要检测指标及方法48-49
• 2.7 农村生活污水水质(化粪池出水)特征49-53
• 2.7.1 化粪池出水水温、DO和pH变化49
• 2.7.2 化粪池出水 COD和SS浓度变化49-50
• 2.7.3 化粪池出水 TN、NH_4~+、NO_3~--N和 NO_2~--N浓度变化50-51
• 2.7.4 化粪池出水 TP和 PO_4~(3-)-P浓度变化51-52
• 2.7.5 小结52-53
• 第3章 两级高效藻类塘的启动和生物、物理化学特征53-70
• 3.1 高效藻类塘的启动53-57
• 3.1.1 一级高效藻类塘的培养53-55
• 3.1.2 二级高效藻类塘培养55-56
• 3.1.3 藻菌共生系统培养总结56-57
• 3.2 两级高效藻类塘藻类生物量变化、全年藻类更替及对比研究57-63
• 3.2.1 藻类生物量(叶绿素a浓度)变化及对比研究57-60
• 3.2.2 藻类种属的全年更替及对比研究60-63
• 3.3 两级高效藻类塘 DO、pH四季昼夜变化及对比研究63-68
• 3.3.1 四季 DO浓度昼夜变化研究63-65
• 3.3.2 四季 pH昼夜变化研究65-67
• 3.3.3 两级高效藻类塘碱度变化研究67-68
• 3.4 小结68-70
• 第4章 两级高效藻类塘脱氮研究70-97
• 4.1 两级高效藻类塘 TN和 NH_4~+-N去除效率及对比研究70-73
• 4.1.1 两级高效藻类塘 TN去除效率及对比研究70-71
• 4.1.2 两级高效藻类塘NH_4~+-N去除效率及对比研究71-73
• 4.2 两级高效藻类塘进出水各种形态 N的变化73-75
• 4.3 两级高效藻类塘 NH_4~+-N转化的主要途径75-93
• 4.3.1 销化作用75-82
• 4.3.2 氨氮挥发82-87
• 4.3.3 藻类同化吸收87-88
• 4.3.4 氨氮沉淀88-91
• 4.3.5 NH_4~+-N转化途径总论91-93
• 4.4 田螺的放养对二级高效藻类塘中 NH_4~+-N转化的影响93-95
• 4.5 高效藻类塘 TN全年转化95
• 4.6 小结95-97
• 第5章 两级高效藻类塘除磷研究97-112
• 5.1 两级高效藻类塘 TP和 PO_4~(3-)-P去除效率及对比研究97-100
• 5.1.1 两级高效藻类塘 TP去除效率及对比研究97-99
• 5.1.2 两级高效藻类塘PO_4~(3-)-P去除效率及对比研究99-100
• 5.2 两级高效藻类塘进出水各种形态 P的变化100-102
• 5.3 两级高效藻类塘 PO_4~(3-)-P转化的主要途径102-108
• 5.3.1 化学沉淀102-105
• 5.3.2 藻类同化吸收105-108
• 5.4 高效藻类塘 TP去除途径分析108-110
• 5.5 小结110-112
• 第6章 水生生物塘除藻、脱氮和除磷效率研究112-124
• 6.1 水生生物塘除藻研究112-117
• 6.1.1 水生生物塘DO和pH全年及昼夜变化113-115
• 6.1.2 水生生物塘SS和 Chl-a的处理效果115-117
• 6.2 水生生物塘氮磷去除效率研究117-122
• 6.2.1 水生生物塘氮去除效果117-119
• 6.2.2 水生生物塘磷去除效果119-122
• 6.3 小结122-124
• 第7章 高效藻类塘系统总处理效率及工艺强化研究124-137
• 7.1 高效藻类塘系统总处理效率124-128
• 7.1.1 有机物去除效率124-125
• 7.1.2 氮去除效率125-127
• 7.1.3 磷去除效率127-128
• 7.2 强化高效藻类塘系统氮磷去除途径的思路128-129
• 7.3 高效藻类塘系统回流脱氮研究129-132
• 7.4 水生生物塘强化氮磷去除研究132-135
• 7.4.1 试验装置132
• 7.4.2 试验方法132
• 7.4.3 复合水生生物塘氮去除效果研究132-134
• 7.4.4 复合水生生物塘磷去除效果研究134-135
• 7.5 小结135-137
• 第8章 高效藻类塘氮磷转化影响因素研究137-147
• 8.1 研究方法137-138
• 8.1.1 试验装置137-138
• 8.1.2 试验方案设计138
• 8.2 结果与讨论138-145
• 8.2.1 水深对高效藻类塘氮磷转化的影响138-141
• 8.2.2 水温和停留时间对高效藻类塘氮磷转化的影响141-145
• 8.2.3 搅拌方式对高效藻类塘运行及去除效果的影响145
• 8.3 小结145-147
• 第9章 结论与建议147-151
• 9.1 结论147-150
• 9.2 建议150-151
• 致谢151-152
• 参考文献152-158
• 附录 高效藻类塘相关图片资料158-160
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果160

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钝顶螺旋藻对沼液的处理与利用    夏旗

老城区排水管网收集效能诊断技术研究    吴文俊

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陕南地区农村生活污水处理技术集成研究    崔晨

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宁夏弘德村绿色建筑生活污水处理技术设计及经济评价    于丹

城市降雨径流长期污染负荷模型的探讨    施为光

废水处理与利用生态工程Ⅱ—类型及一些案例    赵思平,颜京松

珠海非点源污染控制区划    卓慕宁,吴志峰,王继增,万洪富

农田降雨径流污染模型探讨——以上海郊区农田氮素污染模型为例    贺宝根,周乃晟,胡雪峰,高效江,王少平

太湖生态修复治理工程    陈荷生

流域非点源污染的量化识别方法及其在于桥水库流域的应用    刘枫,王华东,刘培桐

油田开发区水体的非点源石油污染试验研究——以胜利油田为例    熊运实

污水土地处理技术与污水资源化    何江涛,钟佐燊,汤鸣皋,陈鸿汉

武汉东湖主要湖区的藻类与营养型评价    况琪军,夏宜琤

富营养化浅水湖泊沉水水生植被的衰退与恢复    邱东茹,吴振斌

抑制藻类的成层破坏及其分析    牛健南;

TP浓度和季节变化对再生水水体中藻类生长的影响    刘莉;郑兴灿;廖飞凤;黄伟伟;

高等水生植物对藻类生长的克制效应    庄源益，赵凡，戴树桂，金朝辉

藻类毒物检测方法及其应用研究进展    谢艳;李宗芸;冯琳;王秋香;曹慧;

利用“玻片生态岛”测定水体藻类的生长速率    余力;潘万惠;李华颖;

水源地原位控藻技术的比较与选择    胡芳;许杰;

内源性营养盐调控湖泊藻类生长机制研究    魏翔;黄传灵;

利用大型水生植物控制水体富营养化    赵倩;刘呈波;马成仓;

温度与阿氏颤藻生长关系研究    张莉;郭蔚华;王柱;

水体扰动对多种赤潮藻生长的影响    李冬梅;高永利;田甜;劉駿豪;殷克东;

水位下降引起的微弱扰动对藻类生长繁殖的影响    龙天渝;李祥华;张腾璨;张翔;郭蔚华;

陆生植物化感作用抑制藻类生长的研究进展    边归国;

富营养水体中低价磷对水华优势藻类生长的影响    耿金菊;张娟;夏晓萌;

利用炼钢渣促进藻类生长固定CO_2的研究    李远;林瑛;李宏;

油田生产水对卤虫发育和藻类生长抑制作用的比较    黄韧;吴进孝;杨丰华;薛成;李艺华;

大连湾藻类生长控制的模拟    黄才胜;李英;周集体;

铜制剂农药对藻类的生物毒性评价及生态影响研究    卜元卿;单正军;石利利;周军英;续卫利;

室内模拟的不同氮磷比条件下藻类与溶解态有机磷的关系    宋春雷;Morten SΦndergaard;Theis Kragh;曹秀云;周易勇;

两种无机盐形成的盐度对淡水藻类生长的影响    刘春光;孙红文;朱琳;李健;陈双星;庄源益;戴树桂;

滇池叶绿素a的时空变化及磷对藻类生长的影响    陈永川;汤利;张德刚;周军;李杰;

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