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循环流人工湿地处理养猪废水及沸石再生的研究

作　者: 刘静
导　师: 丁为民
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 养猪废水 循环流人工湿地 天然钙型沸石 曝气再生 化学再生
分类号: X713
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文针对养猪废水中有机污染物和氨氮(NH3-N)浓度高、悬浮物含量高的特点,采用循环流人工湿地(circle-flow constructed wetland, CFCW)工艺对养猪废水进行处理,研究CFCW处理养猪废水的效能,并针对人工湿地天然钙型沸石吸附NH3-N饱和的现象进行了再生研究。主要结果如下：1、以天然钙型沸石为研究对象,利用序批式试验探讨了天然钙型沸石对NH3-N的吸附性能,天然钙型沸石对NH3-N的吸附等温线符合Freundlich方程,饱和吸附容量能达到38.18mg/g。2、研究填料天然钙型沸石对吸附NH3-N饱和的天然钙型沸石(简称铵沸石)的曝气再生及化学再生进行了初步研究。曝气再生试验研究了曝气强度对铵沸石再生的影响,在设定的四种曝气强度下,与自然再生进行对比得知,铵沸石在曝气量20ml/min条件下再生效果最好,曝气再生41 d后,NH3-N、MO3--N(硝态氮)均有显著上升,NH3-N浓度达到43 mg/L,NO3--N浓度达到68 mg/L。3、通过筛选并优化化学再生剂使用条件的试验结果表明：综合对比分析6种常用化学再生剂,NaCl+CaCl2组合再生剂是铵沸石的最佳再生剂；在30℃-55℃温度范围内,温度越高,沸石再生效果越好,且再生4h后NH3-N解析量上升显著；pH值在3-11变化时,铵沸石的再生效果受pH值影响较小；综合考虑再生效率及成本,当组合再生剂用量为0.64 mol/L,或NaCl:CaCl2=7:3时沸石再生效果最佳。4、以养猪模拟废水为处理对象,考察了CFCW的去运行情况。在湿地系统运行阶段,进水NH3-N浓度在600-800 mg/L的高浓度,出水NH3-N在150-260 mg/L,系统对NH3-N的去除率为61%-76%,而在一年多前的湿地系统启动阶段,进水NH3-N浓度为558-883 mg/L,而系统出水浓度却小于0.1 mg/L, NH3-N去除率高达99.9%以上；湿地系统对NH3-N去除不但有明显的下降,而且系统出水远高于养猪废水NH3-N最大排放标准为80mg/L的要求,历时一年多高NH3-N负荷的运行已经使人工湿地中的钙型沸石对NH3-N的吸附达到饱和。湿地运行阶段进水CODcr浓度为250-500 mg/L,系统出水CODcr浓度在30～80 mg/L,系统对CODCr的去除率为78%～92%,与人工湿地初期阶段CODCr处理效果相比,系统对CODCr的去除效果较好,CODCr去除率仅仅下降了8%。CFCW曝气再生试验表明：曝气后人工湿地系统中出水NH3-N浓度总体趋势增加,最高浓度可达400 mg/L,浓度增加150 mg/L多,沸石再生效果明显。对CFCW进行NaCl+CaCl2再生化学再生试验,出水NH3-N浓度由化学再生前的350 mg/L上升到533mg/L,浓度增加200 mg/L多。增加曝气和添加组合化学剂NaCl+CaCl2,均可实现铵沸石再生,且再生效果良好。

全文目录


摘要  7-9ABSTRACT  9-11第1章 绪论  11-37  1.1 养猪废水的发展及危害  11-14    1.1.1 对水体的污染  12    1.1.2 对大气的污染  12    1.1.3 对农田及作物的污染  12-13    1.1.4 残留兽药污染  13    1.1.5 微生物污染  13-14  1.2 养猪废水污染控制技术  14-17    1.2.1 还田处理法  14-15    1.2.2 自然处理法  15-16    1.2.3 物理化学处理法  16    1.2.4 生物处理法  16-17  1.3 人工湿地污水处理技术  17-25    1.3.1 人工湿地定义及构成  17-19    1.3.2 人工湿地分类  19-21    1.3.3 人工湿地净化机理  21-24    1.3.4 人工湿地系统  24-25  1.4 人工湿地研究现状  25-30    1.4.1 人工湿地在国外发展现状  25-26    1.4.2 人工湿地在国内发展现状  26-28    1.4.3 人工湿地处理养猪废水国内研究现状  28-30  参考文献  30-37第2章 试验装置与研究方法  37-47  2.1 课题来源与研究目的  37-38    2.1.1 课题来源  37    2.1.2 研究目的  37-38  2.2 试验材料  38-40    2.2.1 试验材料  38-39    2.2.2 试验药剂  39    2.2.3 主要设备  39-40    2.2.4 研究方法  40  2.3 试验装置  40-46    2.3.1 天然钙型沸石氨氮吸附试验  40-41    2.3.2 生物铵沸石曝气再生试验  41-42    2.3.3 铵沸石化学再生剂选择及应用试验  42-43    2.3.4 人工湿地试验装置  43-46  参考文献  46-47第3章 天然钙型沸石氨氮吸附能力及曝气再生试验研究  47-56  3.1 天然钙型沸石概述  47  3.2 天然钙型沸石吸附氨氮能力研究  47-50    3.2.1 天然钙型沸石饱和吸附容量  47-49    3.2.2 天然钙型沸石高浓度氨氮吸附  49-50  3.3 铵沸石曝气再生研究  50-55    3.3.1 生物再生的原理  50-51    3.3.2 曝气量对生物再生的影响  51-55  参考文献  55-56第4章 铵沸石化学再生剂选择及应用条件优化研究  56-64  4.1 化学再生剂选择  56-57  4.2 NaCl+CaCl_2再生剂应用条件优化试验  57-63    4.2.1 再生时间对铵沸石再生的影响  57-58    4.2.2 温度对铵沸石再生的影响  58-60    4.2.3 pH值对铵沸石再生的影响  60-61    4.2.4 浓度对铵沸石再生的影响  61-62    4.2.5 组分配比对铵沸石再生的影响  62-63  参考文献  63-64第5章 循环流人工湿地运行与再生试验研究  64-76  5.1 循环流人工湿地运行效果研究  64-70    5.1.1 循环流人工湿地对NH_3-N的去除效果  64-66    5.1.2 循环流人工湿地对COD_(Cr)的去除效果  66-67    5.1.3 循环流人工湿地中NO_3~--N和NO_2~--N的浓度变化  67-69    5.1.4 循环流人工湿地对TN的去除效果  69-70  5.2 循环流人工湿地曝气再生效果研究  70-72    5.2.1 曝气再生中NH_3-N浓度变化  70-71    5.2.2 曝气再生中NO_3~--N和NO_2-N浓度变化  71-72  5.3 循环流人工湿地化学再生效果研究  72-76    5.3.1 化学再生中NH_3-N浓度变化  73-74    5.3.2 化学再生中NO_3~--N和NO_2-N浓度变化  74-76第6章 结论与展望  76-79  6.1 研究结论  76-77  6.2 研究不足与展望  77-79致谢  79-81攻读学位期间发表的学术论文目录  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 农业废物处理与综合利用 > 畜牧业
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