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黄壤土—粘土双层土处理生活污水的性能研究

作　者: 张子健
导　师: 欧阳峰
学　校: 西南交通大学
专　业: 环境工程
关键词: 双层土污水处理系统去除率穿透深度水力负荷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

论文以龙泉山杏花村农家乐土地处理系统工程为研究课题,根据工程的气候条件、土壤环境、植被分布及污水特性,构建了黄壤土-粘土双层土地处理系统。通过完成系统的启动期实验,研究其启动期的污染物出水浓度变化曲线和去除效果；通过改变进水水力负荷,探究系统稳定期水力负荷对污染物去除率和污染物穿透深度的影响；最后通对比植被区与空白区出水的氮磷浓度,测定麦冬草体内的氮磷积累量,分析麦冬草在该系统中的氮磷净化能力。在系统启动的第一周期,污染物的出水浓度出现跳动和偏大现象；第二周期虽呈现沿程下降趋势,但是下降不明显；第三周期与第四周期出水检测值与污染物的浓度变化趋势已基本一致,出水达到稳定。最终植被区出水COD、NH3-N、TN、TP去除率分别为79.16%、96.01%、90.83%、89.47%；空白区出水COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为77.22%、95.46%、84.42%、82.89%。并通过对比植被区与空白区2#出水口与3#出水口附近污染物去除率的变化规律,发现黄壤土层与粘土层分界处污染物的去除曲线存在拐点。在系统稳定后,以2：1为干湿比,分别考察了0.04m3/m2·d、0.06m3/m2·d、0.08m3/m2·d、O.10m3/m2·d四种水利负荷条件下,研究发现双层土土地处理系统的污水处理效果及污染物的穿透深度在0.08m3/m2·d的水力负荷条件下污染物的去除效果最好,并且各污染物穿透深度的最低值也出现在此条件下,穿透深度范围在24cm～40cm之间。在对比实验中,主要考察了麦冬草对污水的净化效果,结果表明：麦冬草对氮磷的去除量可占系统TN、TP,总去除量的16.8%和21.1%,而对COD的去除能力都不到系统COD总去除量的1%,可见麦冬草对污水中的TN、TP的去除效果较好,对污水中COD的去除效果不明显。本研究在经典的Eckenfelder一级反应动力学方程的基础上建立模型,经拟合验证后,偏差不大,并且模拟值与真实值中的COD、NH3-N、TN、TP污染物的浓度值均小于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB19918-2002)中的一级A标要求。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-13
    1.1.1 问题的提出  10-11
    1.1.2 土地处理系统的原理及分类特点  11-12
    1.1.3 国内外土地处理系统处理生活污水应用现状  12-13
    1.1.4 土地处理系统各性能的研究进展  13
  1.2 主要研究内容与方法  13-16
    1.2.1 研究内容  13-14
    1.2.2 研究目的  14
    1.2.3 研究方法  14
    1.2.4 技术路线  14-16
第2章实验装置设计及实验方法  16-23
  2.1 实验目的  16
  2.2 实验装置设计  16-20
    2.2.1 实验装置的组成及结构  16-19
    2.2.2 实验填料的来源及成分  19
    2.2.3 实验污水的来源及成分  19-20
    2.2.4 实验植被的选取  20
  2.3 实验方法  20-21
  2.4 实验器材与测定方法  21
    2.4.1 主要仪器与设备  21
    2.4.2 测定方法  21
  2.5 数据处理  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第3章双层土地处理系统启动期的性能的研究  23-33
  3.1 土地处理系统的启动  23
  3.2 实验条件及参数  23-24
  3.3 实验数据及分析  24-29
    3.3.1 实验装置启动阶段污水COD的浓度变化规律  24-25
    3.3.2 实验装置启动阶段污水TP的浓度变化规律  25-27
    3.3.3 实验装置启动阶段污水TN的浓度变化规律  27-28
    3.3.4 实验装置启动阶段污水NH_3-N的浓度变化规律  28-29
  3.4 土壤分界处水质的变化  29-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章双层土地处理系稳定期的结果分析研究  33-44
  4.1 污水土地处理系统穿透深度的定义  33
  4.2 实验条件及参数  33-41
    4.2.1 水力负荷的改变对污染物去除效果的影响  34-37
    4.2.2 水力负荷的改变对污染物穿透深度的影响  37-41
  4.3 植物的影响  41-43
    4.3.1 植物对有机物去除效果影响  41
    4.3.2 植物对氮磷的去除效果影响  41-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章双层土地处理系统反应动力学模型研究  44-56
  5.1 模型的选取  44-45
  5.2 COD降解的反应动力学模型  45-48
    5.2.1 模型推导  45-48
    5.2.2 模型反演  48
  5.3 NH_3-N降解的反应动力学模型  48-50
    5.3.1 模型推导  48-50
    5.3.2 模型反演  50
  5.4 TN降解的反应动力学模型  50-53
    5.4.1 模型推导  50-52
    5.4.2 模型反演  52-53
  5.5 TP降解的反应动力学模型  53-55
    5.5.1 模型推导  53-55
    5.5.2 模型反演  55
  5.6 本章小结  55-56
结论与建议  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  63

黄壤土—粘土双层土处理生活污水的性能研究

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