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給水廠廢棄泥回用于城鎮(zhèn)污水深度處理的研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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環(huán)境工程 |
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關鍵詞
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給水廠廢棄泥|人工濕地 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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3665K |
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發(fā)布時間
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2019-02-20 14:19:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
給水廠廢棄泥回用于城鎮(zhèn)污水深度處理的研究，碩士學位論文，共71頁，38331字。
摘要
本文針對城鎮(zhèn)二級污水處理廠出水氮磷濃度不達標的問題，以給水廠廢棄泥（WTR）為吸附材料，研發(fā)經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定的深度處理技術。在全面回顧和總結前人研究成果的基礎上，系統(tǒng)分析了WTR特性與磷吸附解吸量之間的關系；在連續(xù)攪拌反應池（CSTR）中，探討了水力停留時間（HRT）、吸附劑投加量（M0）、初始磷濃度（P0）等對WTR吸附磷的影響；在以WTR為基質的人工濕地中，考察了在連續(xù)流和潮汐流運行方式下濕地對城鎮(zhèn)二級出水的脫氮除磷效果，評估了其可行性和穩(wěn)定性，為WTR的綜合利用和城鎮(zhèn)污水的深度處理提供了新的技術方法。主要研究成果如下：
1. 檢測了WTR的自身特性與磷吸附量及解吸附量的關系。通過主成分分析并結合多元回歸可知：與鋁及200 mmol L-1草酸提取態(tài)鋁（鋁ox）相關的因子對磷飽和吸附量變化貢獻了36.5%；與鐵、200 mmol L-1草酸提取態(tài)鐵（鐵ox）、pH、表面積和有機質相關的因子貢獻了28.5%；與鈣、磷、5 mmol L-1草酸提取態(tài)鐵鋁等其他特性相關的因子舍去。此外，WTR的磷解吸附量與其（鐵ox+鋁ox）的摩爾含量呈線性負相關（P＜0.05）。
2. 探究了WTR在CSTR反應器中對磷的動態(tài)吸附特征。WTR對磷的動態(tài)吸附受HRT、M0和P0影響顯著，而且傳質系數(shù)分析表明低P0、高M0和長HRT有利于磷從液相到固液界面的轉移。與201×4離子交換樹脂相比，WTR對磷的動態(tài)吸附容量可觀并且不受水體中離子競爭吸附的影響。
3. 考察了WTR作為人工濕地基質對城鎮(zhèn)二級出水的處理效果。260天的模擬運行實驗表明兩種人工濕地不僅對磷的去除極佳，對其他污染物也具有較好的去除效果。連續(xù)流人工濕地中總懸浮物、CODcr、總氮和總磷的平均去除率分別為86%、53%、67%和97%，在潮汐流人工濕地中分別為90%、50%、66%和97%，并且去除效率及穩(wěn)定性隨著HRT的延長而提高。
4. 探索了WTR為基質的人工濕地中氮和磷的去除機理和特征。氮主要通過反硝化作用去除，連續(xù)流人工濕地和潮汐流人工濕地的反硝化速率分別為3.34 g N m-3 d -1和2.43 g N m-3 d -1，WTR的有機質為反硝化反應提供部分碳源。連續(xù)流人工濕地的反硝化作用較強，而潮汐流運行可以抑制WTR自身有機氮引起的氨氮富集。吸附是磷的主要去除途徑，WTR對磷的吸附不受溶解氧的影響，同時根據(jù)飽和吸附量估算人工濕地的運行壽命可達7.9年以上。
5. 辨識了WTR作為人工濕地基質的鐵鋁浸析及穩(wěn)定性。兩種人工濕地出水的鐵鋁濃度滿足安全標準，另外WTR中鐵鋁含量略微升高也表明金屬釋放量很低。連續(xù)流運行可以抑制WTR的晶體化過程，鐵ox和鋁ox的含量升高，但潮汐流人工濕地鐵鋁的活性并沒有明顯變化。
6. 鑒別了WTR為基質的人工濕地中磷的存在形態(tài)與釋放風險。WTR吸附的磷主要以NaOH-磷形態(tài)存在，BD-磷和HCl-磷的含量不足5%，NH4Cl-磷近似為零，并且原始WTR中其他形態(tài)存在的磷會轉化為NaOH-磷。運行10個月后連續(xù)流人工濕地和潮汐流人工濕地的平均磷飽和指數(shù)分別為0.68%和0.87%，釋放風險很低。
關鍵詞：給水廠廢棄泥，人工濕地，磷，氮
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 IX
1 緒論 1
1.1 水污染與城鎮(zhèn)二級出水 1
1.1.1 城鎮(zhèn)二級出水污染物 1
1.1.2 城鎮(zhèn)污水深度處理的意義 1
1.2 城鎮(zhèn)污水深度處理技術 2
1.2.1 物理化學處理技術 2
1.2.2 人工濕地處理技術 3
1.3 給水廠廢棄泥的研究進展 5
1.3.1 WTR對磷的吸附機理 5
1.3.2 WTR的改性活化方法 6
1.3.3 WTR的應用模式研究 6
1.4 研究內(nèi)容及技術路線 7
1.4.1 課題提出 7
1.4.2 研究目標及內(nèi)容 7
1.4.3 技術路線 9
2 WTR的物化特性及對磷的吸附 10
2.1 材料與方法 10
2.1.1 實驗材料與儀器 10
2.1.2 不同WTR的特性表征 10
2.1.3 不同WTR對磷的吸附及解吸附 10
2.1.4 統(tǒng)計學分析 11
2.2 結果與討論 11
2.2.1 不同WTR的物理化學特性 11
2.2.2 不同WTR對磷的吸附特征 14
2.2.3 不同WTR對磷的解吸附特征 16
2.2.4 WTR的磷吸附量與自身特性的相關性分析 17
2.2.5 WTR的磷解吸附量與自身特性的相關性分析 18
2.3 本章小結 20
3 WTR在動態(tài)模式下對磷的吸附 21
3.1樣品準備與分析 21
3.2 CSTR動態(tài)吸附實驗 21
3.2.1 裝置啟動與運行 21
3.2.2 運行條件對WTR除磷的影響 22
3.2.3 對比WTR與201×4樹脂在動態(tài)模式下對磷的吸附 22
3.3 結果與討論 22
3.3.1 水力停留時間的影響 22
3.3.2 WTR投加量的影響 23
3.3.3 初始磷濃度的影響 24
3.3.4 傳質系數(shù)分析 24
3.3.5 WTR與201×4樹脂的除磷比較 25
3.4 本章小結 26
4 以WTR為基質的人工濕地處理城鎮(zhèn)二級出水 27
4.1 兩種模擬人工濕地建立與運行 27
4.1.1 樣品采集與分析 27
4.1.2 模擬人工濕地構建 28
4.1.3 連續(xù)流人工濕地的運行 29
4.1.4 潮汐流人工濕地的運行 29
4.1.5 統(tǒng)計學分析 30
4.2 結果與討論 30
4.2.1 兩種人工濕地對總懸浮物和CODcr的去除及比較 30
4.2.2 兩種人工濕地對氮的去除效果及比較 33
4.2.3 兩種人工濕地對磷的去除效果及比較 37
4.2.4 水力停留時間對兩種人工濕地的影響 38
4.2.5 兩種人工濕地的金屬釋放風險 40
4.3 本章小結 41
5 WTR回用于人工濕地中的穩(wěn)定性 42
5.1 樣品采集與分析 42
5.1.1 WTR的主要形態(tài)表征 42
5.1.2 WTR的磷的分級提取實驗 42
5.2 結果與討論 42
5.2.1 不同深度WTR中鐵鋁分布及形態(tài) 42
5.2.2 不同深度WTR中無機磷分布及形態(tài) 45
5.3 本章小節(jié) 46
6結論與展望 47
6.1結論 47
6.2展望 48
參考文獻 49
致謝 59
攻讀碩士期間學術論文成果 60
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