不同基质垂直流人工湿地处理猪场污水的应用研究

【摘要】：本研究主要通过考察不同基质对污水中氨氮的吸附性能,筛选出适合处理较高浓度含氨氮污水的人工湿地基质,根据基质试验结果,构建三个不同基质层结构的垂直流人工湿地小试系统,对负荷提升启动阶段,以及季节性运行期进行连续监测分析,探讨不同基质垂直流人工湿地污染物去除效果及其产生差异的主要原因,并通过正交试验确定了不同基质垂直流系统最佳运行条件。主要结果如下: 1、相对于煤渣、砂子,沸石对NH_4~+-N的吸附性能最佳。沸石对NH_4~+-N等温吸附曲线可用langmuir吸附方程描述,煤渣、砂子等温吸附曲线可用Freundlich吸附方程描述。沸石对NH_4~+-N吸附在近中性条件下效果较好,煤渣和砂子吸附效果随pH增加而改善。沸石对实际废水NH_4~+-N吸附量小于理论吸附量,对废水中的有机物有一定的吸附去除作用,猪场污水经沸石处理后pH值接近中性。 2、垂直流湿地系统能较好适应高有机负荷污水(高负荷阶段去除率60%～70%),对COD_(cr)净化负荷与系统的有机负荷存在较好的线性相关性(R~2在0.81～0.95,n=14);随进水负荷的提升,沸石、沸石-煤渣型系统对NH_4~+-N去除率均维持在90%左右,对TN的去除能力持续并稳定增强(27.3 gN/m~2d的高负荷阶段分别达到75.2%,62.7%),与传统型系统相比有更高的脱氮处理能力。综合各反应器在不同负荷阶段对各污染物的去除表现,系统整体处理效率:沸石-煤渣型VFCW沸石型VFCW传统型VFCW。 3、影响因素的正交试验表明,传统型湿地系统适合较低污染负荷和水力负荷,建议的运行条件为A_2B_1C_2D_1(进水方式4次/天,NH_4~+-N负荷200mg·L~(-1),进水结束滞留时间8h,水力负荷7.5cm·d~(-1));沸石型建议最佳运行条件为A_3B_2C_2D_2(进水方式8次/天,NH_4~+-N负荷400mg·L~(-1),进水结束滞留时间8h,水力负荷15cm·d~(-1));沸石-煤渣型以A_2B_3C_2D_2条件最佳(进水方式8次/天,NH_4~+-N负荷600mg·L~(-1),进水结束滞留时间8h,水力负荷15cm·d~(-1)),若强调单个反应器最佳处理效率,则宜采用低污染负荷条件A_2B_1C_2D_2(进水方式8次/天,NH_4~+-N负荷200mg·L~(-1),进水结束滞留时间8h,水力负荷15cm·d~(-1))。 4、垂直流湿地系统对有机污染物的去除效果随季节变化差异不显著,其中沸石-煤渣型反应器处理效果相对较好,对有机物的降解可用一阶降解模型模拟。三个系统对NH_4~+-N去除效果随季节变化反应不同。传统型湿地系统各季节对 【关键词】：垂直流人工湿地 基质 氨氮 TN TP 处理效果
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X713
【目录】：

• 第一章 前言9-35
• 1.1 养猪场污水的产生、危害及国内外猪场污水处理方法和分析9-16
• 1.1.1 养猪场污水的产生9-10
• 1.1.2 养猪场污水的特点及危害10-12
• 1.1.3 猪场污水处理方法和分析12-16
• 1.2 人工湿地在猪场污水处理中的应用及发展16-19
• 1.2.1 人工湿地起源及发展16
• 1.2.2 人工湿地构造及类型16-19
• 1.3 人工湿地对污染物去除机理19-21
• 1.3.1 人工湿地对有机物的去除机理19
• 1.3.2 人工湿地对氮的去除机理19-21
• 1.3.3 人工湿地对磷的去除机理21
• 1.4 人工湿地中N、P营养物去除影响因素讨论21-28
• 1.4.1 生物硝化及反硝化过程及其影响因素21-23
• 1.4.2 人工湿地中生物脱氮主要影响因素23-26
• 1.4.3 人工湿地中除磷主要影响因素26-28
• 1.5 研究思路及研究目标28-35
• 1.5.1 研究思路28-29
• 1.5.2 研究目标29-35
• 第二章 人工湿地基质对氨氮污水吸附特性研究35-49
• 2.1 材料与方法35-37
• 2.1.1 实验材料与仪器35-36
• 2.1.2 湿地基质吸附实验36-37
• 2.1.3 水质参数监测方法37
• 2.2 结果与讨论37-47
• 2.2.1 不同基质吸附NH_4~+-N浓度与时间的关系37-39
• 2.2.2 不同基质对NH_4~+-N的等温吸附曲线39-42
• 2.2.3 不同基质的NH_4~+-N平衡去除率与pH的关系42-43
• 2.2.4 沸石对猪场污水的吸附实验43-47
• 2.3 结论47-49
• 第三章 垂直流人工湿地处理猪场污水启动阶段研究49-58
• 3.1 试验装置与方法49-51
• 3.1.1 基质选用及装置设计49-50
• 3.1.2 湿地的驯化与运行条件50
• 3.1.3 水样分析方法50-51
• 3.2 结果与讨论51-55
• 3.2.1 COD_(Cr)去除效果51-52
• 3.2.2 污水N的去除效果52-55
• 3.2.3 污水TP的去除效果55
• 3.3 结论55-58
• 第四章 垂直流人工湿地运行参数调试试验58-67
• 4.1 试验方法58-59
• 4.2 结果及讨论59-65
• 4.2.1 正交试验数据直观分析表59-61
• 4.2.2 正交试验数据极差分析—以COD_(Cr)去除率为考察对象61-62
• 4.2.3 正交试验数据极差分析—以NH_4~+-N去除率为考察对象62-63
• 4.2.4 最优化参数试验结果63-65
• 4.3 结论65-67
• 第五章 不同基质垂直流人工湿地季节性运行效果67-79
• 5.1 试验方法67-68
• 5.1.1 垂直流人工湿地季节性运行67
• 5.1.2 人工湿地基质硝化反硝化强度分析67-68
• 5.1.3 水样分析方法68
• 5.2 结果及讨论68-76
• 5.2.1 垂直流人工湿地各季节运行效果68-76
• 5.2.2 垂直流人工湿地冬季处理效果强化措施76
• 5.3 结论76-79
• 第六章 结论与展望79-82
• 6.1 研究结论79-80
• 6.2 研究展望80-82

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