缓释型CaO2与复合菌群联用处理农村化粪池污水的研究

作     者：詹铭志 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡智泉

授予年度：2022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] 

主      题：化粪池污水 缓释型过氧化钙 复合菌群 联用 

摘      要：化粪池是我国农村地区目前最主要的污水处理构筑物,主要通过厌氧发酵和静置分离的原理处理污水,其技术相对简单的同时也存在处理性能低下的问题。因此开展化粪池污水污染物的原位减量研究具有重要的现实意义。本文以实际化粪池内采集的污水作为实验对象,采用过氧化钙作为增氧剂以及化学修复药剂,通过响应面法优化了过氧化钙的合成工艺;研究了不同投加量的过氧化钙对化粪池污水的处理效果,分析了净化机理并确定了最佳的过氧化钙投加量;挑选了四株典型的具有好氧反硝化能力或有机物降解能力的高效菌株进行复配,研究了复合菌群的净化效能和环境因素对其处理效果的影响;在此基础上,研究了过氧化钙与复合菌群联用对化粪池污水的处理效能;最后分析了过氧化钙与复合菌群联用在实际化粪池污水处理中的技术可行性。本研究为原位减少化粪池污水中污染物含量,降低后续深度处理负荷提供了一定的技术和理论支撑。主要研究结论如下:(1)利用Ca Cl与HO作为反应底物,聚乙二醇200(PEG200)作为稳定剂和包埋介质,合成了缓释型过氧化钙;通过响应面法(RSM)对缓释型过氧化钙的合成条件(HO与Ca Cl的摩尔比、混合速率、温度)进行了优化。结果表明当HO与Ca Cl摩尔比为8.7,混合速率为553.5 r/min、温度为25℃时,合成的缓释型过氧化钙的性能最佳,此条件下合成的缓释型过氧化钙粒径为128.78 nm,纯度为78.32%。与传统过氧化钙相比,缓释型过氧化钙颗粒之间无明显团聚,其内部孔隙结构得到明显改善,平均释氧时间延长到14 d以上。(2)通过梯度试验,探究了不同投加量的缓释型过氧化钙对化粪池污水的处理效果。在投加量为6 g/L(以湿泥体积计)时,单独使用缓释型过氧化钙的修复效果最佳,此时化粪池上覆水中COD、NH-N、NO-N、TN、TP的去除率分别为51.5%、35.4%、58.6%、30.8%、86.5%;底泥的氧化还原电位(ORP)为52 mv,底泥氧化还原状态得到显著改善;上覆水溶解氧为6.02 mg/L,p H为7.72,水体由厌氧态转变为好氧态,为微生物的生命活动创造了更加适宜的环境。(3)将挑选的四株菌枯草芽孢杆菌(BS)、酵母菌(S1)、好氧反硝化菌AD-5和好氧反硝化菌AD-1按照等体积进行优化组合,通过正交实验和单因素试验,以COD、NH-N、TN和TP去除率为指标,得到最佳复配组合为BS+S1+AD-5+AD-1,最佳组合比例为BS:S1:AD-5:AD-1=1:3:3:3,最佳环境影响因子:温度为30℃,初始p H为7.0,摇床转速为140 r/min,接种量为10%(v/v)。最佳工艺参数下,48 h后COD、NH-N、TN、TP的去除率分别为71.7%、43.1%、32.3%、11.3%。(4)探究了缓释氧型过氧化钙与复合菌群联用处理化粪池污水的效能。通过梯度试验,得到最优组合条件为缓释型过氧化钙(6 g/L)+复合菌剂15 m L/L,在控制温度在25～30℃,初始p H为7.0条件下,实验周期14 d,化粪池上覆水中COD、NH-N、NO-N、TN、TP的去除率分别为87.3%、82.3%、83.1%、74.3%、90.2%,出水水质得到明显改善,基本可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级排放标准,经技术可行性分析具备较好的可实施性。