漂浮植物塘协同处理农村分散生活污水研究

通过实验考察了漂浮植物塘对经模拟化粪池简易处理的农村分散生活污水的深度净化效果,结果表明：水葫芦、大薸、聚草塘对上述污水均具有良好的净化效果,水葫芦塘对TP的去除效果最好,大薸塘对TN和NH⁺₄-N的去除效果最好。当水力停留时间为20 d时,3种漂浮植物塘的出水污染物含量可低于GB/T 18921-2002观赏性景观环境用水河道类标准。在南方农村宅沟园河内种植漂浮植物是构建农村实用生活污水收集处理系统、控制农村生活污水对河道污染的一种有效措施。     

漂浮植物塘处理农村分散生活污水的强化措施研究

利用漂浮植物与园沟宅河构建漂浮植物塘,配合化粪池处理农村分散生活污水,对改善水乡地区农村水环境质量具有重要意义。针对自然条件下的漂浮植物塘对NH4+-N等污染物的去除速率较低的局限,考察了曝气和搅拌等人工强化措施对提高漂浮植物塘净化效果的作用。结果表明:(1)曝气和搅拌可显著提高模拟漂浮植物塘中NH4+-N的去除率,但是不能改善TN的去除效果。(2)只要保证一定的DO,曝气方式对NH4+-N的去除效果影响不大。(3)模拟化粪池出水以接近连续流方式进入模拟漂浮植物塘,在平均DO大于2mg/L、水温20℃左右的条件下,停留时间为7d,NH4+-N能达到良好的硝化效果,持续运行没有发生NH4+-N积累。进水NH4+-N平均负荷为1.6g/(m2.d)下,曝气模拟漂浮植物塘出水NH4+-N平均值均可达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅴ类标准(2.0mg/L)。     

低温条件下生态槽深度处理农村生活污水的日变化特性

针对农村生活污水处理设施出水水质偏高污染环境的现状,构建了以水生植物为主体的生态槽深度处理农村生活污水,研究了低温条件下生态槽深度处理生活污水过程中DO、pH、COD、NH4+-N、TP等指标的日变化特性。结果表明,生活污水COD为37.67～60.23 mg/L、NH4+-N为13.66～16.76 mg/L、TP为1.32～1.78 mg/L、水温为9～11℃,HRT为5 d时,生态槽出水COD、NH4+-N和TP平均为21.07 mg/L、0.99 mg/L和0.19 mg/L,均可达《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)之Ⅳ类水标准。各级生态槽内DO浓度夜间低于昼间。夜间植物对NH4+-N和TP具有较强的吸收作用,平均去除率分别达94.83%和89.87%;而TN去除效果稍差,平均去除率为59.9%。     

生物生态耦合系统对分散式农村生活污水的深度净化

针对分散式农村生活污水排放标准的提升,通过集约式立体生物生态耦合系统对农村生活污水二级处理出水进行深度净化,采用国家标准方法对系统进出水中的COD、氨氮、TN和TP进行了测定,评价了系统对各污染物质的去除效果。结果表明：在实验进水COD,氨氮,TN和TP均属于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准时,系统稳定后实验出水的COD,氨氮,TN和TP的浓度分别可降至9~35、1~7、8.0~14.9、0.20~0.47 mg·L^-1,均满足一级A标准。随着流水分区不同,COD,氨氮,TN和TP的浓度逐渐降低。采用集约式立体生物生态耦合系统可使农村生活污水二级处理出水水质达到一级A排放标准,实现深度净化的需求。     

运用无动力人工湿地分散式处理农村生活污水的研究

针对农村生活污水排放分散、难以集中处理等特点,以长沙市望城区光明村3户典型家庭为例,采用无动力人工湿地系统分散式处理农村生活污水,并比较冬、夏两季人工湿地对居民生活污水的净化效果。结果表明,构建的无动力人工湿地对农村生活污水净化效果明显,冬季生活污水COD、TP、TN、氨氮、SS的平均去除率分别达71.83%、97.20%、83.52%、55.34%、71.79%;夏季COD、TP、TN、氨氮、SS平均去除率分别达91.52%、93.99%、83.22%、75.15%、65.04%。经人工湿地净化处理后,TP、TN、氨氮可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A或一级B标准,COD可以达到GB 18918—2002二级标准,但人工湿地对COD及氨氮的去除受冬季低温影响十分显著,且出水SS不能达到GB 18918—2002相关标准,建议增加拦截设施或在冬季设置保温措施以提高人工湿地对农村生活污水的净化效果。     

河水受百年一遇大旱后城市降雨径流的污染与治理

2009年入秋至2010年春,中国西南地区发生了百年一遇的特大旱灾。为探讨河水受百年一遇大旱后降雨径流污染的状况,对昆明典型交通干道路面的降雨径流和河水水质进行了监测,分析了大旱后降雨径流污染的严重性和对河水水质的影响,并考察了曝气塘—浮石床水平潜流人工湿地复合系统处理大旱后由城市降雨径流污染导致的重污染河水的效能。结果表明,大旱后的前3场降雨径流污染程度较正常雨季降雨径流污染程度严重,SS、COD、TN及TP浓度平均高出1.3倍。大旱后的前3场降雨径流溢流会对河流造成严重污染。该复合系统在塘调蓄—循环处理运行工况下能有效处理大旱后的重污染河水,对SS、COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为98%、90%、96%、60%和90%,出水均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。     

厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺处理农村生活污水

为研发适用于我国农村的分散式污水处理装置,采用厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理,考察组合工艺对COD、TN、TP、NH4+-N、SS 5个常规指标的去除效果及对各指标的沿程去除情况。结果表明,组合工艺对COD、TN、TP、NH4+-N和SS的平均去除率分别为74.5%、57.2%、59.5%、59.00%和91.6%。人工湿地对COD、TN、TP和NH4+-N的去除率最大,分别为31.0%、36.7%、43.9%和30.0%;而厌氧反应池对SS去除贡献率最大,为40.3%。该组合工艺处理农村生活污水具有良好的处理效果,且装置运行能耗低,利于推广应用。     

回收塑料填料厌氧滤池/人工湿地处理农村生活污水的研究

采用以回收塑料为填料的厌氧滤池与人工湿地这一组合工艺对农村生活污水进行处理,研究其性能特点和脱氮除磷效果。结果表明:在厌氧滤池水力停留时间(HRT)为6 h,人工湿地水力负荷为0.12 m3/(m2·d),气水比(体积比)为6∶1条件下,该组合工艺对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为84.99%、69.31%、65.11%、73.58%,平均出水质量浓度分别为20.44、6.82、12.53、1.00 mg/L,均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,其中COD和TN平均出水浓度还满足一级A标准。     

农户庭院型人工湿地对农村生活污水的净化效果

为了探讨人工湿地在农村生活污水处理应用中的可行性,通过在广东省珠海市上洲村建立农户型水平潜流和垂直流人工湿地系统各一套,比较2种人工湿地对农村生活污水净化效果的差异。在运行稳定阶段,2套系统处理出水中COD、BOD5、TP、NH4+-N和TN的平均浓度均达到了城镇污水处理厂排放标准(GB18918-2002)一级A标准。2套系统对农村生活污水的各污染物都具有很好的去除效果。其中,垂直流湿地对COD、BOD5、TP、TN和NH4+-N平均去除率分别为96.10%、96.01%、85.32%、91.18%和82.44%;水平潜流湿地则分别为93.29%、94.41%、86.52%、85.95%和77.46%。统计分析结果表明,垂直流湿地对NH4+-N的去除率高于水平潜流湿地,且其差异达到显著水平;水平潜流湿地对TP的去除率高于垂直流湿地,但其差异未达到显著水平。     

无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水处理效果的研究

以壤土、河砂为填充基质,构建了5个无砾石微孔管地下渗滤系统,在3.3cm/d的水力负荷下,比较了5个系统对生活污水的处理效果。结果表明,无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水具有较好的处理效果,其中以上层填充河砂、下层填充壤土的系统C对生活污水的综合处理效果最好,其对COD、TP、浊度、NH3-N、TN的平均去除率分别为82.4%、74.1%、94.2%、98.4%、59.3%,相比传统的全部填充壤土的系统A分别提高了1.4、21.9、5.1、61.8、18.6百分点,且出水COD、TP、浊度、NH3-N、TN均达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级标准。对系统NH3-N和TN的去除机制分析表明,碳氮比过低可能是导致TN去除效果不理想的主要原因。     

微生物耦合铁碳微电解强化水生植物浮床对农村生活污水的深度处理

为减少农村生活污水中有机物对河流水体的污染,以现有农村污水分散处理的一级出水为进水,研究了传统植物浮床、铁碳微电解和常规生物填料的耦合工艺对农村污水的处理效果。该耦合工艺应用物化反应、生物反应、化学反应为共生关系,建立人工生态系统,用以削减水体中的污染负荷。结果表明：微生物耦合铁碳微电解强化浮床在冬季对COD、TP、${{\rm{NH}}_4^ +} $-N和TN的去除率分别可达到78.6%、78.2%、72.2%和73.3%,在夏季的去除率分别可以达到88.8%、75.6%、78.1%和80%;在冬季和夏季的耦合强化浮床中COD的降解速率分别达到2.933 mg·(L·d)⁻¹和3.529 mg·(L·d)⁻¹,TP的降解速率分别为0.055 mg·(L·d)⁻¹和0.061 mg·(L·d)⁻¹,${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的降解速率分别为0.583 mg·(L·d)⁻¹和0.8 mg·(L·d)⁻¹,TN的降解速率分别为0.73 mg·(L·d)⁻¹和1.114 mg·(L·d)⁻¹,均优于传统植物浮床与微生物强化浮床的作用效果;微生物耦合铁碳微电解强化浮床对植物的促生长作用明显强于传统浮床和微生物强化浮床,冬季实验前后植物增重为23.3 g,夏季植物增重达到67.4 g;耦合浮床中微生物活性是微生物强化浮床中的1.81倍和1.45倍;最后利用因子的相关性分析与主成分分析,结果进一步表明,由于微生物与铁碳微电解的协同作用促使微生物数量与活性的提升,进而对污染物去除效果产生重要影响。以上研究结果可为农村生活污水的深度处理提供技术支持。     

水解酸化-改良UASB工艺处理玉米酒精废水

采用一种新的工艺技术方法即水解酸化-改良UASB工艺处理玉米酒精废水。结果表明,在改良UASB运行60 d顺利启动完成后,进水COD在5 470～7 910 mg/L之间,TN在70～107 mg/L之间,TP在115～187 mg/L之间,SS在864～1 490 mg/L之间的条件下,水解酸化对COD和SS的去除率分别达50%和51%,NH3-N经过水解酸化后升高。改良UASB对COD的去除率达80%,对NH3-N、TN和TP也有一定去除,去除率分别为12%、17%和20%,经过水解酸化及改良UASB处理利于后续好氧处理。     

响应面法优化酵母菌处理餐饮废水

从餐饮废水集水井壁上的生物膜中筛选出酵母菌菌株,选择废水降解能力相对较高的3株酵母菌对餐饮废水进行处理。以COD去除率为主要指标,在单因素实验的基础上,运用响应面法对pH、TN和TP进行优化,得到酵母菌处理餐饮废水的最优条件。结果表明,酵母菌处理餐饮废水最优的工艺条件为pH=5.55、TN=27.63 mg/L、TP=4.40 mg/L,COD去除率达到90.3%;当进水COD为2 235 mg/L、油为660. 2 mg/L时,COD与油实际去除率分别达到了89.9%和89.8%。     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

一种新型A2/O工艺处理特性

为提高传统A2/O工艺在碳源不足情况下的脱氮除磷效率,发明了一种改良型的污水处理工艺,该工艺通过在好氧池中增设生物相选择器实现结构较好的颗粒污泥与松散絮体污泥的分离,在低污泥龄运行条件下获得了良好的同步脱氮除磷效果.当进水COD为900 mg/L,SRT分别为30 d和20 d时,新型和传统A2/O工艺其COD和TN去除率均可达到90%和70%以上,但TP去除率并不理想.当污泥龄为10 d时,新型工艺的COD,TN,TP去除率分别为(96.7±0.9)%、(83.2±2.0)%和(87.6±2.5)%,在提高除磷效率的同时保持了良好的脱氮效果.当进水COD为300 mg/L、SRT为10 d时,新型和传统A2/O工艺TN去除率分别为(77.6±1.1)%和(58.1±3.9)%,TP去除率分别为(85.4±1.2)%和(66.4±8.3)%,表明在进水基质浓度较低的条件下,新工艺优于传统工艺.另外,在SRT为10 d时,新型和传统A2/O好氧池中TN亏损比分别为22.8%和7.8%,表明新工艺TN去除率的提高得益于同步硝化反硝化,TP去除率的提高得益于低污泥龄.     

组合型生态浮床处理农家乐污水

为了研究由水生植物与人工填料构建的组合型生态浮床对某农家乐污水的净化效果,通过将美人蕉和球形塑料填料组合在一起构建成组合型生态浮床,研究了该组合型生态浮床对农家乐污水的净化效果。结果表明,该组合型生态浮床对化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)都有较好的去除效果,去除率分别达到79.71%、73.88%、88.67%和85.61%,均明显高于基质对照组和植物对照组。可见在组合型生态浮床中,由植物根系吸收、填料吸附及微生物的协同作用对污染物的去除效果要优于单一系统,合理的植物-微生物组合对提高处理该农家乐污水效果具有较好的促进作用。该研究结果为构建适宜当地农家乐废水处理的组合型生态浮床提供了重要的参考和借鉴。     

3种组合工艺处理农村生活污水

进行了厌氧折流板反应器-垂直潜流人工湿地(ABR-VSFCW)、复合厌氧反应器-水平潜流人工湿地(HAR-HSFCW)、膨胀颗粒污泥床-人工快速渗滤系统(EGSB-CRI)3种组合工艺处理农村生活污水的研究。结果表明,在温度为10~29℃,进水COD为325.3~386.5 mg/L的条件下,3种组合工艺对COD均有较高的处理效果,当厌氧段HRT大于16 h时,3种组合工艺出水COD浓度均达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准;EGSB-CRI、HAR-HSFCW对TP的去除效果较好,出水TP浓度均达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 一级B标准, 且显著优于ABR-VSFCW,ABR-VSFCW出水TP浓度达到了二级标准; ABR-VSFCW、HAR-HSFCW、EGSB-CRI出水NH4+-N浓度分别为25.24~42.20、29.59~41.60和9.80~15.35 mg/L,其出水NH4+-N浓度达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准;3种组合工艺对TN的去除效果无明显差异,去除率仅为23.9%~46.4%。因此,EGSB-CRI对农村生活污水的处理效果最好,HAR-HSFCW次之,ABR-VSFCW较差。     

无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

进行了无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究。基于不同土壤、不同管径、不同植物的协同效应,对比研究了不同系统处理污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果及其影响因素。结果表明,不同土壤、不同管径及不同植物组成的系统,对生活污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果差别较大。中试系统对COD、总磷、氨氮、总氮和SS的最佳去除率分别达到86.13%、90.20%、61.24%、65.49%和97.43%,对应的出水COD、总磷、氨氮、总氮和SS的平均浓度分别为64.29、0.69、22.13、26.19和5.56 mg/L。分析表明,进水SS浓度过高、外界温度下降等共同作用是导致系统对生活污水中NH4+-N和TN的去除率相对较低的主要原因。     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m3/(m2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m3/(m2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。