【摘要】：目前我國氮污染正不斷加劇,并有從地表水轉(zhuǎn)入地下水的趨勢,部分地區(qū)地下水硝態(tài)氮濃度相比10年前翻升10倍不止,很多地區(qū)由于地下水水質(zhì)不能滿足生活用水要求,當(dāng)?shù)鼐用裰荒芤蕾囎詠硭?同時(shí)由于氮污染加劇,自來水廠凈化水質(zhì)的壓力也越來越大,日益危害廣大地區(qū)的水質(zhì)安全,加重國民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。水體中硝態(tài)氮本身就有難以去除的特點(diǎn),在大、中型城市中氮污染尚很難達(dá)標(biāo)處理,在條件相對較差的中小城鎮(zhèn)中更讓人有心無力,如何降低氮污染,減少水質(zhì)凈化的成本,是目前廣大學(xué)者正在研究的熱點(diǎn)。滲濾系統(tǒng)以其低投入、高效率的優(yōu)點(diǎn),曾被各國學(xué)者開發(fā)利用,其中人工快速滲濾系統(tǒng)是在傳統(tǒng)污水土地處理技術(shù)上發(fā)展起來的一種新型污水處理系統(tǒng),它繼承了污水土地處理技術(shù)對NH_4~+-N、COD、SS等有良好去除效果的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)大大增強(qiáng)了水力負(fù)荷,提高了污水處理效率,但是該系統(tǒng)對TN、TP的去除效果并不理想。實(shí)驗(yàn)針對TN去除效果對其進(jìn)行改良,并分析其應(yīng)用與推廣的可能性。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足一定要求后,針對一些水體污染較嚴(yán)重、優(yōu)質(zhì)水源又相距甚遠(yuǎn)的地區(qū),分析改進(jìn)式人工快速滲濾在河底取水中應(yīng)用的可行性。同時(shí)在一些高C/N比地區(qū),分析在凈化地表水的過程中也加入部分地下水,利用剩余碳源凈化地下水中氮污染的可能性。實(shí)驗(yàn)首先建立傳統(tǒng)人工快速滲濾系統(tǒng),研究其在不同污水濃度、不同粒徑介質(zhì)條件下的處理效果,分析其去除效果與污染物濃度、多孔介質(zhì)孔隙大小之間的影響關(guān)系。然后在此基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探索厭氧環(huán)境與有機(jī)碳源對反硝化作用的具體影響,通過設(shè)置厭氧段、添加有機(jī)碳源,驗(yàn)證厭氧環(huán)境與有機(jī)碳源是否有利于促進(jìn)反硝化作用。實(shí)驗(yàn)證明厭氧環(huán)境與有機(jī)碳源不能分別獨(dú)立起作用,在兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)反硝化作用才會(huì)順利進(jìn)行。為此,實(shí)驗(yàn)通過改變傳統(tǒng)人工快速滲濾系統(tǒng)污水運(yùn)移流程,并結(jié)合短程硝化反硝化理論、厭氧氨氧化理論設(shè)計(jì)了如下三個(gè)方面的改進(jìn)。(1)改變污水處理流程,讓污水預(yù)先滲濾厭氧段,截留有機(jī)碳源,出水經(jīng)過硝化作用后再回流入?yún)捬醵芜M(jìn)行反硝化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在此污水處流程下,經(jīng)硝化作用后回流的NO_3~--N在厭氧段被反硝化去除,但有部分氨氮由于介質(zhì)吸附作用不能進(jìn)入好氧流程而得不到去除,其總氮去除率為56.61%,而氨氮去除率降低,僅57.31%,以輪胎顆粒作為厭氧段介質(zhì)后,氨氮、總氮去除率得到提高,總氮去除率69.05%-71.84%,氨氮去除率68.41%-72.09%,如何降低厭氧段對氨氮的吸附是提高去除效果的關(guān)鍵。(2)將滲濾系統(tǒng)設(shè)置為一個(gè)密封裝置,在上部外接“U”型水槽,“U”型水槽兩側(cè)水位會(huì)在滲濾系統(tǒng)進(jìn)、出水過程中隨之升高、降低,當(dāng)一側(cè)水位完全排至另一側(cè)而滲濾系統(tǒng)又有部分水量進(jìn)出時(shí),系統(tǒng)內(nèi)部就會(huì)通過“U”型水槽與大氣形成少量的空氣交換,達(dá)到在運(yùn)行過程中限制進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部的氧氣的目的,系統(tǒng)內(nèi)氧化作用會(huì)被削弱。限制空氣交換量的研究發(fā)現(xiàn),減少空氣進(jìn)入量可抑制硝化作用,在適宜條件下可積累亞硝酸鹽,實(shí)現(xiàn)短程硝化,最高亞硝酸鹽積累率達(dá)45.98%,而隨著硝酸鹽菌逐漸適應(yīng)低氧環(huán)境以及反硝化作用的增強(qiáng),亞硝酸鹽積累率呈不斷降低趨勢。但是實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在適宜空氣交換量比下,系統(tǒng)總氮去除率被提高,在1/4交換量比條件下總氮去除率達(dá)50%-60%,并有在更低交換量比條件下提高的趨勢。(3)一般的厭氧氨氧化工藝?yán)枚坛滔趸饔卯a(chǎn)生的NO_2~-與NH_4~+反應(yīng),生成N2、H_2O以及少量的NO_3~-達(dá)到脫氮的目的,是否反硝化作用過程中的NO_2~-也可以成為厭氧氨氧化的原料呢?將高硝氮出水與原水混合反硝化研究發(fā)現(xiàn),會(huì)有部分氨氮在厭氧段被去除,TN去除中存在部分厭氧氨氧化作用,但比例很小,占TN去除率的14.80%-36.63%。分析認(rèn)為在反硝化過程中NO_2~-也會(huì)被亞硝酸鹽還原菌還原,加之有機(jī)碳源較充足,其活性更強(qiáng),厭氧氨氧化菌處于絕對劣勢,系統(tǒng)厭氧氨氧化比例過低導(dǎo)致TN去除效果不佳。若能抑制亞硝酸鹽向氮?dú)膺�原,可實(shí)現(xiàn)反硝化過程中的亞硝酸鹽積累,增強(qiáng)厭氧氨氧化作用,簡化除氮工藝。實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為,在一些水量需求不大,氮污染較嚴(yán)重地區(qū),可借助改進(jìn)型人工快速滲濾系統(tǒng)在取水源頭處降低氮污染程度,減輕自來水廠生產(chǎn)壓力,擴(kuò)大可開采水資源量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X523

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2439502