生物质灰渣对生活污水处理效果的研究

【摘要】长久以来,生活污水处理是农村环境建设的薄弱环节,由于人口密度小、居住分散等原因,农村生活污水难以收集和集中处理,制约了大型的污水处理设备的建设。所以,生活污水未经处理就直接排放的现象普遍存在,生活污水排放到周边农田、河流或湖泊,对农村生态环境造成威胁,严重制约了农村地区生态建设。随着我国经济社会的快速发展,城乡建设的加快,农村生活污水的处理越来越受到关注。而由此应用而生的分散型生活污水处理技术开始受到人们的关注,并日益成为当前农村生活污水处理的研究热点。结合重庆多山的地形特征和农村分散居住的特点,本文以生物质灰渣为材料,采用土壤渗滤系统,利用生物质灰渣疏松多孔和强大的吸附性能,通过消纳、吸收,净化生活污水,研究生物质灰渣对生活污水的处理效果。试验设计进水水力负荷、填料密度和生物质灰渣颗粒粒径,研究不同因素对生活污水处理的影响,探究最佳操作参数,为生物质灰渣的高效利用提供理论指导。主要结论如下：1、生物质灰渣对生活污水中化学需氧量(COD)的去除效果随着水力负荷的增加呈递减的趋势,5种处理的去除效果表现为W1(5cm3/(cm2-d))<W5(7.5cm3/(cm2-d))<W4(10cm3/(cm2-d))<W3(12.5cm3/(cm2-d))<W2(15cm3/(cm2·d)),在水力负荷为7.5～12.5cm3/(cm2·d)范围内,生物质灰渣对COD的去除效果最好。5种水力负荷出水总氮(TN)浓度随进水次数的增加先降低后升高,这个过程中,5种水力负荷下出水TN浓度分别为14.54mg/L、12.65mg/L、6.89mg/L、5.61mg/L和3.46mg/L,去除率为46.6%、52.2%、81.0%、84.8%和88.4%,随水力负荷的增加,TN的去除效果显著增加。出水总磷(TP)浓度随进水次数的增加逐渐升高,去除效果逐渐减弱。改变水力负荷对TP的去除产生消极影响,随着水力负荷的增加,TP去除效果降低,大小为W4<W3<W5<W2<W1。5种水力负荷下氨氮的去除效果均表现优良,去除率分别达到98%以上,效果显著。2、随着填料密度的增加,生物质灰渣对COD的去除率表现出先升高后降低的趋势,平均去除率大小顺序为R2(0.35g/cm3)>R1(0.3g/cm3)>R3(0.4g/cm3)。多重比较发现,R2、R1与R3处理存在显著的差异性,R3处理对COD的去除效果最差。三种密度填料对TN的去除率大小表现为R2(84.8%)>R3(43.3%)>R1(26.1%),可见0.35g/cm3的填料密度对TN的去除效果最好。三种密度下平均出水TP浓度分别为0.406mg/L、0.249mg/L和0.406mg/L,平均去除率大小顺序为R2(91.3%)>R1(85.8%)>R3(85.6%),去除效果都较高,方差分析显示3种处理不存在显著性差异。3种处理对氨氮的去除效果良好,去除率均达到97%以上,处理间不存在差异性。3、生物质灰渣对COD的去除效果随粒径的增加而增加,在0.25～0.5mm粒径范围内出水COD浓度为29.9mg/L,去除率为79.2%,去除效果最好。试验运行期间,出水TN浓度随进水次数的增加而增加,前期均保持较高的TN去除率。随着颗粒粒径的增加,TN的去除效果逐渐增加,L6(<0.1mm)对TN的去除效果最好。出水TP浓度随着试验的进行逐渐升高,试验运行期间,TP的出水浓度大小为L4(0.1～0.25mm)<L1(0,25～0.5mm)<L3(0.25～0.5mm+<0.1mm)<L2(0.25～0.5mm+0.1～0.25mm)<L5(0.1～0.25mm+<0.1mm)<L6(<0.1mm),颗粒粒径小于0.1mm时,生物质灰渣对TP的去除效果最差。随着进水次数的增加,<0.1mm颗粒填料对氨氮的去除效果减弱,出水氨氮浓度逐渐升高,而粒径为0.25-0.5mm的填料则表现出较强的氨氮去除效果。4、通过水力负荷和填料密度综合研究发现,填料密度在0.3-0.35g/cm3,水力负荷在7.5-12.5cm3/(cm2·d)之间时,生物质灰渣对生活污水中COD的处理效果最好；低水力负荷下高密度的填料对TN的去除效果较好,高水力负荷下中等填料密度则具有较好的效果,相比而言R2W5处理效果最好；低水力负荷和中密度填料对生活污水中TP的去除效果较好；氨氮的去除受调控因子限制较小,各种处理均能较好的去除生活污水中的氨氮。
【作者】王侃；
【导师】王子芳；
【作者基本信息】西南大学，土壤学，2014，硕士
【关键词】生物质灰渣；生活污水；水力负荷；粒径；密度；

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