Z-MBR法处理污染景观水的试验研究
作者单位：郑州大学
学位级别：硕士
导师姓名：夏龙兴
授予年度：2013年
学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学]
摘 要：城市化日益加快,景观水体成为城市生态系统中非常重要的一部分。随着“美丽中国、“中国梦等口号提出,对景观水的处理净化问题受到国家越来越多的重视,传统方法进行处理,存在占地大,工艺运行复杂,经费高等问题。要实现可持续发展,节能减排呼声不断高涨,新的方法技术成为景观水体处理上的一个重要问题。 本论文在景观水体处理方面首次提出将沸石吸附剂与MBR(膜生物反应器)的结合,简称Z-MBR法,采用一体式间歇曝气对景观水进行处理,反应器将曝气、沉淀有机结合,最后通过膜过滤得到了良好的出水水质。污泥自行回流,不断补充碳源,曝气与搅拌间歇运行提供好氧缺氧的不同环境,实现占地更少,经济节约的处理装置,添加沸石吸附剂有效的去除水中有机物,沸石可以有效回收重新利用实现更加经济节约。论文主要研究内容与试验研究结果如下： 在最近的几年中,许多城市越来越看重城市内部水面面积是否充足和对其进行的研究和水体分布的规划,通过修建人工湖泊、开挖加大河道的宽度或者恢复自然原生河流的等方式来增加水体表面积和生活环境美观度,调节区域性小气候,从而达到提升人类居住舒适程度的目的。根据《2011中国环境状况公报》显示,我国的地表水在2011年总体上为轻度污染,湖泊(水库)的富营养化问题仍非常突出。 添加沸石吸附剂的MBR工艺,简称Z-MBR法,处理景观水体,出水效果良好,出水CODcr的平均浓度在8.71mg/L,满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅰ类水质关于COD指标的规定。在氨氮方面,沸石有极其强的吸附效果,介于沸石对极性分子,吸附性很强的原因,其对氨氮的吸附作用强于活性炭,在曝气2h,搅拌2h的情况下,氨氮出水浓度平均值为2.59mg/L,总氮方面去除效果,平均出水浓度12.04mg/L,总体来说,出水的COD,氨氮,总氮浓度完全符合《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)中对水质的要求。 在选择添加沸石吸附剂之后,又进行了工况选择,分别为：曝气2h,搅拌1h;曝气2h,搅拌2h;曝气3h,搅拌3h。经过试验测得数据,绘制折线图观察对比发现,搅拌一个小时,由于搅拌时间太短,没有营造出良好的缺氧环境,导致反硝化作用受到抑制,出水总氮很高,不能满足要求。曝气3h搅拌3h工况条件下,由于搅拌时间过长,长时间缺氧,导致好氧菌活性降低,对COD和氨氮的去除效果大打折扣,不能达到良好出水。而曝气2h搅拌2h工况条件下,出水浓度时最好的,选择次工况是最合理最划算的。 选定工况后,进行了不同HRT(4h,8h,12h)的对比试验研究,发现在4h到8h的变化之后,出水COD和氨氮都有明显的提升,在4h的HRT时,虽然进水的COD浓度变化较大,但是出水依然很稳定,表明MBR工艺抗冲击负荷很强。HRT增加到12h,出水COD并没有多大提升,氨氮和总氮的去除效果也有增强,越长的HRT,氨氮和总氮去除就越好,为世代周期长的反硝化细菌的生长提供充足时间,反硝化也越充分。 最终选择2h曝气2h搅拌间歇运行,选择HRT为8h的条件,Z-MBR工艺对城市典型景观水体,如景观湖泊景观河(渠)的处理效果最佳,并且在占地面积,处理运行费用方面都是最优。
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