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厌氧、缺氧、好氧及人工湿地组合工艺处理农村生活污水

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摘要

在中国,尤其是农村地区,保护水体环境工作亟待进行。以往农村污水处理常采用厌氧-好氧-人工湿地组合工艺,但由于厌氧-缺氧-好氧-人工湿地新型组合工艺更加节能、高效、经济、简单和方便,近年来被广泛地应用于农村污水处理中。本论文采用小试规模的的厌氧-缺氧-好氧-人工湿地新型组合工艺处理校园生活污水,在不同温度、水力停留时间和回流比条件下,研究组合工艺的处理效果并确定最佳参数。试验结果如下:
  试验时间跨越夏(2012年5月-2012年9月)、冬(2012年11月-2013年1月)两季。夏季时,温度在21~30℃之间,进水pH在6.8~7.2之间。平均总产气量随厌氧HRT的降低而减少:当厌氧HRT在72~96h之间时,平均总产气量为6.9L/d;当厌氧HRT降低到24h时,平均总产气量减少到3.6L/d。COD、TN、NH4+-N和TP的去除效率随厌氧HRT的延长、温度的升高和进水有机负荷的降低而增大。当厌氧HRT较小时,污染物去除效率受温度和有机负荷的影响更为明显。组合工艺在夏季时对COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别为67%、28%、27%和18%。冬季时,温度在4~19℃之间,产气量较低,仅为1.13L/d,对COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别为48%、22%、17%和14%。通过夏、冬两季处理效果的对比,可见厌氧HRT和温度是影响厌氧性能的主要因素。
  在缺氧-好氧组合单元,COD和氨氮的去除率分别为72.1%和77%,其中大部分有机物在缺氧反硝化过程中降解去除,剩余的有机物在好氧单元被降解去除。总的来说,增大回流比能够提高缺氧-好氧组合段元的脱氮效果。
  在水力停留时间为分别为24h、48h、72h和96h条件下,研究人工湿地污染物去除效果。试验结果表明人工湿地对污染物的去除效率随着厌氧HRT的延长和温度的上升而增高,对COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别为71%、66%、70%和82%,污染物主要通过介质吸附以及微生物和植物的吸收转化降解。
  在2012年6月至2013年1月期间考察组合工艺的运行效果,试验证明组合工艺处理农村生活污水高效稳定,对COD、TN、NH4+-N和TP平均去除率分别为78.2%、70%、76%和87%,出水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为32.3mg/L、7.9mg/L、5.9mg/L和0.4mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准要求。COD主要在厌氧单元、缺氧单元及人工湿地中去除;氨氮先通过跌水充氧接触装置的硝化作用转化成硝态氮,再通过缺氧装置的反硝化作用转化成氮气去除;磷主要通过人工湿地基质吸附以及植物和微生物的吸收作用去除。

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