高寒地區(qū)不同C-N地下滲濾系統(tǒng)處理分散生活污水研究.pdf

1、我國水資源總量約占世界水資源總量的6％，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，水資源嚴重匱乏;近些年來，由于地下水隨意開采，使得地下水水位嚴重下降，尤其在華北地區(qū)，已經(jīng)形成了世界上最大的地下水漏斗;城市生活污水大都通過污水收集管網(wǎng)和污水處理終端進行處理，一般能得到有效凈化，農(nóng)村分散污水由于缺乏資金和技術(shù)支持，很難建造污水處理系統(tǒng)，污水幾乎隨意潑灑，對環(huán)境的影響逐年增加，高寒地區(qū)污水處理技術(shù)更加匱乏，造成了極大的環(huán)境污染和資源浪費。為

2、解決高寒地區(qū)分散生活污水污染問題，同時為高寒地區(qū)處理生活污水提供理論支持和技術(shù)支撐，課題組通過調(diào)查研究張家口崇禮地區(qū)農(nóng)村分散生活污水排放現(xiàn)狀和水質(zhì)情況，為室內(nèi)模擬試驗提供基本參數(shù)，并改良地下滲濾系統(tǒng)填料類型和結(jié)構(gòu)，在低溫(13±2)℃條件下，添加楊樹鋸末設置不同的C/N，研究其凈化生活污水效果，找到最佳C/N;此外，地下滲濾系統(tǒng)在實際運行中，時常出現(xiàn)閑置情況，閑置后的系統(tǒng)處理生活污水能力會受到影響，文章通過調(diào)節(jié)進水水力負荷，研究其對污水

3、凈化效果的影響，為實際應用提供技術(shù)支持。研究結(jié)果表明:
　　(1)張家口崇禮地區(qū)屬高寒地區(qū)，農(nóng)村分散污水隨意潑灑現(xiàn)象嚴重，當?shù)責o污水處理設施，生活污水問題較為突出。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當?shù)毓┧O施完善，100％為集中供水;旱廁現(xiàn)象普遍，98.98％的廁所類型為旱廁，僅1.02％為水沖式廁所;人均污水排放量約為9L/d，各村莊污水排放量差異不大;此外，80.22％農(nóng)戶將污水隨意潑灑，19.78％農(nóng)戶將污水排予明溝中。
　　(2)崇禮地區(qū)

4、生活污水水質(zhì)波動較大，污水中污染物平均濃度遠高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中V類標準，直接排放會造成環(huán)境污染，需要對其進行有效處理后外排。對當?shù)厣钗鬯訖z測知，生活污水水質(zhì)指標濃度分別為:COD54 mg/L～325mg/L，硝態(tài)氮0.20 mg/L～1.30 mg/L，總氮13.23 mg/L～31.65 mg/L，氨氮10.23 mg/L～26.30 mg/L，總磷1.23～3.35 mg/L。
　　(3)在試驗設置的C/N范

5、圍內(nèi)，地下滲濾系統(tǒng)凈化生活污水的最佳C/N為20∶1。試驗設置4個處理，分別記為R1(C/N=9∶1)、R2(C/N=12∶1)、R3(C/N=15∶1)和R4（C/N=20∶1），四組處理鋸末添加量不同，其余全部相同;在低溫(13±2)℃、水力負荷10cm/d條件下運行，運行結(jié)果表明，四組系統(tǒng)對COD、總氮、氨氮、硝態(tài)氮和總磷均有較好的去除效果，且出水水質(zhì)較穩(wěn)定，各指標出水濃度幾乎全部達到《城市污水處理廠排放標準》一級標準。分析四組處

6、理對進水COD的去除效果知，閑置前R1處理系統(tǒng)對COD去除效果相對較好，出水濃度在24.0mg/L～60.3mg/L波動，平均出水濃度為43.1mg/L，平均去除率為76.6％; R4處理系統(tǒng)對COD去除效果則相對較差,出水濃度在29.6mg/L～86.7mg/L波動，平均出水濃度為50.2mg/L，平均去除率為72.7％; R2、R3則在兩者之間，四組處理對COD去除效果無顯著性差異。四組處理系統(tǒng)對總磷去除效果幾乎相同，平均出水濃度在

7、0.14mg/L左右，平均去除率在95％左右，添加鋸末對總磷去除效果幾乎無影響，系統(tǒng)閑置前后，四組系統(tǒng)對總磷去除效果無顯著影響。分析四組處理系統(tǒng)去除氮元素效果知，其對氨氮去除效果幾乎相同，說明氨氮的去除與系統(tǒng)內(nèi)部C/N關系較小，添加鋸末對氨氮去除幾乎無影響。系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，四組處理系統(tǒng)對總氮和硝態(tài)氮的去除效果均為R4＞R3＞R2＞R1，R4處理系統(tǒng)總氮出水濃度范圍為3.1mg/L～14.4mg/L，平均出水濃度為5.5 mg/L，平均去

8、除率為74.7％; R1處理系統(tǒng)總氮出水濃度范圍為4.9mg/L～12.9mg/L，平均出水濃度為8.4mg/L，平均去除率為63.7％，R2和R3去除效果介于R1和R4之間。R4處理系統(tǒng)硝態(tài)氮出水濃度為2.13 mg/L～6.14mg/L，平均出水濃度為3.68mg/L; R1處理系統(tǒng)硝態(tài)氮出水濃度為3.62mg/L～11.47mg/L，平均出水濃度為6.95mg/L，R2和R3硝態(tài)氮出水濃度介于R1和R4之間。
　　(4)地下

9、滲濾系統(tǒng)閑置后，降低進水水力負荷能夠有效減少系統(tǒng)恢復時間，提高系統(tǒng)對污染物的凈化能力。系統(tǒng)閑置后，將四組處理系統(tǒng)中部分裝置水力負荷設置為5cm/d（記為處理B），處理B中各系統(tǒng)分別記為SR1(C/N=9∶1)、SR2(C/N=12∶1)、SR3(C/N=15∶1)和SR4(C/N=20∶1)，待處理B中出水濃度基本穩(wěn)定后，將其水力負荷恢復到10cm/d;其余仍按10cm/d（記為處理A）進水水力負荷，在室溫(15±2)℃條件下運行。結(jié)果

10、表明，處理B中各組系統(tǒng)凈化COD能力均優(yōu)于處理A的相應組，其中SR1出水COD平均濃度為16.7mg/L; SR4出水COD平均濃度為29.2mg/L，SR2和SR3去除效果介于SR1和SR4之間。處理B各個系統(tǒng)對總磷去除效果均優(yōu)于處理A相應系統(tǒng)，說明水力負荷能夠影響系統(tǒng)對總磷的去除效果。處理B各個系統(tǒng)對總氮、氨氮和硝態(tài)氮處理效果均優(yōu)于處理A相應系統(tǒng)，尤其在C/N較低的組，效果顯著;說明在低溫條件下降低進水水力負荷能有效的提高系統(tǒng)凈化能