ABR-復(fù)合型人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水的研究.pdf

1、近年來，城鎮(zhèn)生活污水大都進入了城鎮(zhèn)生活污水處理廠。但是在廣大的農(nóng)村地區(qū)，由于地形地勢條件復(fù)雜、經(jīng)濟發(fā)展滯后、居住分散、污水收集困難等一系列原因，導(dǎo)致與之配套的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施不健全，甚至是處于空白地帶。倘若農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理便直接排放，就會引發(fā)嚴重的生態(tài)環(huán)境問題，因而解決農(nóng)村生活污水直排問題是一個迫切的現(xiàn)實需要。但是，當前相對成熟的污水處理技術(shù)卻不能完全適用于多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的現(xiàn)實狀況。本文基于農(nóng)村生活污水單日排放量較小、污染負荷較低以及

2、早中晚間歇性排放等特點，設(shè)計了ABR-復(fù)合型人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水。
　　首先，通過對無煙煤、煤渣、生物陶粒、砂巖及頁巖磚渣五種基質(zhì)填料進行吸附除磷性能研究，以掌握影響基質(zhì)發(fā)揮吸附效能的控制性因素及其相關(guān)參數(shù)。其次，構(gòu)建厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）及頁巖磚渣（YYZZ）、火山巖（HSY）、生物陶粒（SWTL）與無煙煤（WYM）等四類垂直流人工濕地，然后，通過調(diào)節(jié)低、中、高三種進水污染物負荷以及控制污染物的水力停留時間（HR

3、T）來研究各級污水處理單元在掛膜期、運行期對于農(nóng)村生活污水的處理效能。最后，搭建表面流人工濕地（SFW）與潛流人工濕地（SSFW）作為農(nóng)村生活污水的二級處理單元，對污水再次進行深度脫氮除磷處理。其具體實驗結(jié)果如下：
　?。?）通過等溫吸附擬合發(fā)現(xiàn)，Langmuir等溫吸附方程適合描述煤渣及生物陶粒，而Freundlich等溫吸附方程適合描述無煙煤、砂巖及頁巖磚渣。五種基質(zhì)中煤渣的理論飽和吸附量（Qm）最大，為1212.34 mg/

4、kg，其次是砂巖、無煙煤與頁巖磚渣，而生物陶粒的理論飽和吸附量相對較小，為405 mg/kg。
　　溶液初始濃度、基質(zhì)粒級與用量、溶液酸堿度、有機物類型及其濃度和無機陰離子等控制因素均會影響基質(zhì)對于污水中氮磷元素的吸附去除效果。五種基質(zhì)所吸附磷素量隨著溶液初始濃度遞增而逐漸增大；其中1 mm粒級的煤渣、生物陶粒頁巖磚渣及5 mm粒級的無煙煤與砂巖吸附磷效果最好；當生物陶粒、頁巖磚渣煤渣、無煙煤及砂巖的固液比為4 g/50 ml時，

5、其吸磷效率明顯提高，分別達到96％、95.6%、95.2%、57%與51%的水平，而繼續(xù)提高固液比，相應(yīng)吸磷率則沒有明顯變化；溶液pH在5～10范圍遞增時，對生物陶粒、砂巖及頁巖磚渣的吸附除磷無顯著影響，卻明顯抑制了無煙煤與煤渣的吸附性能；葡萄糖、腐殖酸、草酸及檸檬酸等有機質(zhì)抑制了基質(zhì)吸附除磷，且隨著有機質(zhì)濃度遞增，其抑制效果愈加明顯，但是葡萄糖、草酸及檸檬酸濃度的遞增卻促進了砂巖基質(zhì)吸附磷量，凈增量達到120 mg/kg；NO3-及

6、SO42-等無機陰離子對無煙煤、煤渣及砂巖吸附除磷性能有一定影響，但Cl-、HCO3-及混合陰離子對五種基質(zhì)的吸磷率則無明顯影響。
　　（2）掛膜階段ABR進水中COD、TN、NH4+-N、TP分別在137～298 mg/L、12.3～33.5 mg/L、7.3～11.8 mg/L與3.8～14 mg/L的范圍內(nèi)遞增，到第15～20 d時掛膜成功，即使高負荷進水，其去除率也分別穩(wěn)定在36%、10%、24%、18%；而四類垂直流人工

7、濕地進水中 COD、TN、NH4+-N、TP分別在71～180 mg/L、8～30.5 mg/L、6～16 mg/L、4.2～7.8 mg/L的范圍，到掛膜后期，SWTL與HSY對COD的去除率較好，達到80%以上，而WYM對于TN與NH4+-N的去除率則相對較低，在40%～50%范圍，YYZZ則對TP的去除率介于其間，在65%上下。
　　調(diào)控研究階段，控制污水在ABR內(nèi)的HRT為8、12、24 h及進水中污染物負荷（低、中、高）

8、，發(fā)現(xiàn)HRT為12h與24h時，其出水中COD、TN、TP的去除率分別為36%、11%、19%與45%、10%、20%，而出水中NH4+-N含量沒有減少反而增加，其增加率分別為9.5%與8.6%；另外，隨著進水中污染物負荷遞增其出水中COD、TN、TP的去除率有所下降，最后其平均去除率分別穩(wěn)定在30%、11%、19%，而NH4+-N含量增加率在13.2%～22%的范圍。YYZZ、HSY、SWTL及WYM四類垂直流人工濕地隨著進水中污染物

9、負荷提高，相應(yīng)的污染物去除率有所下降。而即使高污染然負荷下，四類濕地系統(tǒng)對COD、TN、NH4+-N、TP的最低去除率也達到57%、34%、75%、40%，而NO3--N的含量明顯增加，增長率高達480%。
　?。?）掛膜階段表面流人工濕地與潛流人工濕地兩級系統(tǒng)進水中 COD、TN、NH4+-N、NO3--N及TP的含量分別處于98～196 mg/L、8.7～31.7 mg/L、4.8～15.7 mg/L、0.5～4.8 mg/L

10、與2.9～5.6 mg/L的區(qū)間。而掛膜后期其出水中污染物所對應(yīng)的去除率有所下降，但是相應(yīng)的去除率比較穩(wěn)定，波幅較小分別保持在85%、65%、90%、92%及75%上下。
　　調(diào)控研究階段控制污水在濕地內(nèi)的HRT為4、8、12h時，而當HRT為8 h時，兩級人工濕地系統(tǒng)對于COD、TN、NH4+-N、NO3--N及TP的綜合平均去除率分別為87%、98%、68%、98%與92%。另外，進水中COD、TN、NH4+-N及TP的含量在