强化混凝_人工湿地工艺处理城镇污水

38 2007.19.JSKJ 图2 模拟潜流式人工湿地装置图 城镇化 Urbanization 目前，我国污水处理普遍采用二级生化处理工艺，该法处理效 果好，但一次性投资大(1000～1500元/m3)，运行费用高(1.0～1.5 元/m3)，建设周期长，占地面积大；而小规模污水处理投资和运行 费用更高，尤其是2×104m3/d以下的污水处理厂，投资费用高达 2000元/m3，运行费用则要1.2～1.5元/m3。而北方寒冷地区因考 虑到冬季运行，同等规模的污水处理厂基建投资和运行费用将更高。 在现阶段资金短缺的情况下，相当数量的污水处理厂经常处于停止运 行或半运行状态，实际处理深度达不到设计要求。 强化混凝(CEPT，Chemically Enhanced Primary Treatment)是一项 简单而有效的水处理技术，投资小建设省，处理效果稳定，是我国 环保工作者推崇的适合现阶段我国国情的污水处理工艺；但其主要 存在的问题是混凝剂费用高，污泥产量大。人工湿地(CW，Constructed Wetlands)作为一种低能耗、高效、管理方便且与自然界相和谐的污 水处理工艺日益受到环保工作者的重视，但因其占地面积大，低温 运行效果不理想，及进水中悬浮物过高时易发生堵塞等问题而限制 其推广应用。 鉴于上述情况，本文提出采用“强化混凝-人工湿地”处理城 镇污水的工艺流程，通过强化混凝去除污水中的大部分悬浮物和P 及部分有机物，以降低后续人工湿地处理负荷，进而延缓湿地堵塞、 延长其使用寿命等。此外，并期望本工艺在不同季节，通过灵活调 节两个处理单元的负荷，使得处理能力适应季节变化，使最终出水 的各项指标均能达标。同时实验以当地电厂排放的固体废弃物—— 粉煤灰研制混凝剂以应用于强化混凝剂单元，在减少混凝剂费用的 同时实现以废治废。 实验材料与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1、工艺流程 实验研究的工艺流程如图1所示。 强化混凝-人工湿地工艺处理城镇污水 □ 哈尔滨工业大学市政环境 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 赵庆良 汤凤 李亚强 胡凯 图1 工艺流程图 2、 实验材料 自制混凝剂的主要原材料粉煤灰取自哈三电厂，采用XRF测试 分析其化学组成如表1所示。经碱熔酸浸后自制得到的混凝剂为土 黄色粘稠物，密度1.24～1.26g/cm3，pH值低于0，含Al3+6.2g/L、 Fe2+/Fe3+2.4g/L，久置固液分层，用时混合均匀。 实验用生活污水取自校园生活区化粪池后污水，基本水质情况 如表2所示。 表1 粉煤灰的主要化学组成 化学成分 质量分数/% SiO2 55.68 Al2O3 20.93 CaO 3.67 Fe2O3 3.28 K2O 2.43 MgO 0.25 Na2O 0.15 T/℃ 9-19 表2 生活污水水质情况 项目 数值 CODCr/mg·L-1 349-641 SS/mg·L-1 102-162 TP/mg·L-1 4.16-6.14 NH4+-N/mg·L-1 30-59 pH 7-8 3、实验装置及设备 设计的潜流式人工湿地装置如图2所示，填料粒径分别是大砾石 ф30～50mm，中砾石ф20～30mm，小豆石ф3～20mm。填料层的平 均孔隙率约为35.9%，运行水位500mm高处，出水取样点300mm高处。 实验中涉及的主要仪器设备有：六联混凝搅拌机(C6F，意大 利)、真空泵(AP-01D，天津)、酸度计(pHS-3C，上海)、紫外可见 分光光度计(T6，北京)、数显鼓风干燥箱(GZX-9076 MBE，上海)。 4、实验指标及分析方法 实验指标及分析方法：化学需氧量CODCr-重铬酸钾盐法 (GB11914-89)；悬浮物SS-重量法(GB11901-89)；总磷TP-过硫酸 钾消解-钼酸铵分光光度法(GB11893-89)；氨氮NH4+-N-纳氏试剂 光度法(GB7479-87)。 实验结果与讨论 1、强化混凝剂处理单元效果 39 2007.19.JSKJ ·Urbanization· （1）自制粉煤灰混凝剂处理污水投加量实验 分别往1000mL生活污水中加入计量的自制粉煤灰混凝剂0.4、 0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL，调节混凝pH为5.7～6.1，以150r/ min的速度快速搅拌2min后再以60r/min的速度慢速搅拌10min，静 置30min后取上清液分析SS、COD、TP。实验结果如图3所示。 可见，粉煤灰混凝剂处理污水效果随混凝剂投加量的增加而提 高；当投加量为混凝剂投高于为0.8mL/L时，污染物去除率趋于稳 定，当投加量为1.0mL/L时，生活污水中COD、SS和TP的去除率达 到64%、93%及91%，剩余COD、SS和TP分别为219、12、0.556mg/ L，SS、TP已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918- 2002)的一级B标准。 （2）和市售混凝剂的净化污水效果比较 在混凝剂的有效成分即Fe2+/Fe3+和Al3+的离子投加总量相同条 件下，将自制粉煤灰混凝剂和Al2SO4、Fe2(SO4)3、PAC、PFS等市售 混凝剂处理污水的效果进行比较(均不调节混凝pH值)，实验结果见 图4。 实验观察到自制粉煤灰混凝剂处理污水时形成的矾花大，在 5min内基本沉降完毕，沉降性能优于市售混凝剂。此外由图4可以 看出，在投加的Al、Fe总当量相同情况下，自制粉煤灰混凝剂的混 凝效果优于市售混凝剂，COD、TP和SS去除率分别高出22%、41% 和43%以上。 分析认为自制粉煤灰混凝剂除含有Al3+和Fe2+/Fe3+外，还含 有Ca2+、Mg2+及H2SiO3和未溶粉煤灰微粒等，是多组分多相混合物， 铝铁盐水解聚合形成多核羟基聚合物，混凝过程中除电中和作用还 发生吸附架桥作用等，而混凝剂中的粉煤灰微粒增加混凝反应的晶 核数量，促使絮凝体颗粒迅速成长，少量硅酸亦可改善絮体的结 构，增加絮体的重量，从而加快沉降。另外，粉煤灰本身就是良好 的吸附剂，在制备混凝剂过程中经过了一定处理，使其颗粒表面粗 糙度增大，比表面积提高，吸附能力更强，因此自制混凝剂处理效 果更佳。 图3自制粉煤灰混凝剂处理污水投加量影响 图4不同混凝剂处理污水效果比较 2、人工湿地处理单元效果 （1）湿地运行参数 实验移栽菖蒲及美人蕉作为湿地植物进行对比实验（图5）， 经过2个多月清水预栽培，及近一个月启动实验(进水平均COD浓 度163mg/L，水力负荷0.02m3·m-2·d-1，水力停留时间9.77d)， 植物生长良好，出水COD小于60mg/L。进行不同水力负荷实验， 运行参数如表3所示。进水水质即强化混凝的静沉上清液水质如 表4所示。 （2）湿地运行效果 经过4个月的实验，湿地对COD、NH4+-N、TP的去除效果见如 图6所示： 图5 实验移栽的湿地植物生长状况（左：美人蕉；右：菖蒲） 2007.4.7～ 2007.5.1 20 0.05 12 4.04 表3 人工湿地运行参数 项目 运行时间 日处理量/L·d-1 水力负荷/m3·(m-2·d-1) 进/排水时间/h HRT/d 菖蒲湿地 美人蕉湿地 2007.2.2～ 2007.3.17 12 0.03 4.8 6.52 2007.4.7～ 2007.5.1 20 0.05 12 3.91 2007.5.8～ 2007.6.2 40 0.1 24 1.95 2007.2.2～ 2007.3.17 12 0.03 4.87 6.73 表4 湿地进水水质 指标 范围 平均值 水温T/℃ 9～19 14.1 pH值 3.76～7.50 6.40 COD/mg·L-1 112～227 183 TP/mg·L-1 0.096～1.00 0.422 NH4+-N/mg·L-1 26.81～49.32 41.55 图6 湿地进出水污染物浓度历时变化 40 2007.19.JSKJ 在运行过程中，美人蕉发蘖及生长速度明显优于菖蒲。由图5 的运行结果可以看出，在同一水力负荷下，菖蒲和美人蕉湿地对有 机物和氨氮的去除效果相当，但是美人蕉湿地出水TP浓度始终明显 低于菖蒲湿地。这主要和湿地净化污染物的机理有关。 有机物主要通过基质过滤、吸附、微生物分解而去除。由于湿 地中微生物数量庞大，因此湿地对COD有良好的去除效果。当水力 负荷为0.03～0.05m3·m-2·d-1，水力停留时间为6.73～4.04d时， COD去除率达到71%以上，出水COD小于55mg/L。水力负荷提高 1倍，即0.1m3·m-2·d-1的水力负荷下，水力停留时间为1.95d，COD 负荷为18.11g·m-2·d-1，出水COD约64mg/L，COD去除率为64% 左右，但COD去除负荷提高了71.87%。可见人工湿地去除有机物 的潜力大，可以在设计排放要求内灵活调节湿地进水负荷。 湿地进水中的氨氮主要通过微生物的硝化、反硝化作用去除， 其次是基质吸附、植物和微生物的吸收转化。反硝化作用是系统最 有效的除氨氮的途径，但是硝化反应却成为系统除氮的限速 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 ， 硝化作用的发生需要一定的溶解氧水平，对于1.0mg/L的氨氮，当 系统中溶解氧大于4.6mg/L时，硝化过程才能顺利进行。由于该湿 地进水DO<2mg/L，且床层长期处于水饱和状态，大气复氧极少，而 植物根系泌氧能力有限，且本实验中的植物根系长度近约20～ 40cm，因此湿地床层长期处于缺氧状态，硝化作用受到限制，氨氮 积累；另一方面进水中的有机氮在细菌的作用下比较容易分解为氨 氮，所以随着湿地运行及水力负荷的增加，出水氨氮浓度逐渐升高。 湿地对磷的主要去除短期内主要靠基质的吸附作用去除，长 期作用效果而言是以植物吸收去除为主。本实验过程中，美人蕉 湿地生长状况明显优于菖蒲湿地，因此美人蕉湿地出水TP浓度始 城镇化 Urbanization 重庆涪陵李渡镇垃圾处理示范工程 □ 重庆大学中荷政府合作FTEI项目组 荷兰项目成果扩散宣传 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 系列之一 峡工程的兴建为李渡镇的现代化建设提供了难得的机遇。李渡镇工 业园区正在兴起，区内移民迁建防护工程进展顺利，这一切为李渡 镇的进一步发展奠定了坚实的基础。 垃圾收集及处理设施建设现状和需求 李渡镇老城区每天向外清运垃圾约13吨，实际垃圾产量约为26 吨/日，垃圾清运率约为50%，未清运的垃圾大多就近堆放在该镇 附近的溪沟或道路两旁，对生态环境和城镇面貌影响严重。 2003年李渡镇生活垃圾处理项目纳入重庆三峡库区环境污染治 终低于菖蒲湿地。但两个湿地均出现一个相同的现象：即出水TP 始终高于进水TP，呈现湿地P释放现象。有文献报道过类似的现 象，当湿地进水P浓度低时可能存在湿地基质释放磷的现象。因为 基质对磷的吸收是一个可逆的过程，当进水P浓度过低时，生物可 利用基质中沉积和吸附积蓄的磷，人工湿地基质在某种程度上作 为一个“磷缓冲器”，调节着水中磷的浓度。本实验中选择水力传 导力好的砾石作为填料，但是已有的研究表明，砾石的吸附能力 很差，最大磷吸附量只有0.54mg/kg。因此鉴于以上原因，在实 际应用中选择湿地填料时应权衡水力传导力和填料的P吸附能力两 方面因素。虽然湿地出水TP浓度不降反升，有时略高于《城镇污 水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准1.0mg/ L，但仍远远低于二级标准。 结论 本研究提出“强化混凝-人工湿地”污水处理工艺，并应用电 厂固体废物粉煤灰研制混凝剂应用于强化混凝单元。研究结果表明： 相比于市售混凝剂，粉煤灰混凝剂处理污水时投量小效果好。“强化 混凝-人工湿地”工艺中，强化混凝单元对生活污水中COD、SS和 TP的去除率达到64%、93%及91%，剩余SS、TP已经达到《城镇 污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准。污水 进入后续的潜流人工湿地，当停留时间为1.95～6.73d时，65%～ 77%的COD得到进一步去除，最终出水COD小于64mg/L。通过初 步估算，本工艺流程中混凝剂的药剂费用仅为0.1元/m3污水，而 目前现有人工湿地的处理污水成本均不足0.1元/m3污水，可见，“强 化混凝剂-人工湿地”工艺具有广阔的应用前景。 李渡镇位于重庆市东部，涪陵城西北部的长江北岸12公里，距 重庆109公里，北抵黄草山脉与长寿县接壤，南靠长江之滨。全镇 人口5.4万人，其中老镇区城镇人口2.16万人，李渡镇技术经济开 发区3.24万人。水陆交通便利，重点以发展机械、电子、轻纺、食 品、建材、商贸、高级居住等为主的城镇综合区，属新兴的工业基 地，是涪陵城市的副中心。 李渡镇距涪陵35公里，有良好的深水客货码头，319国道和渝 涪高速公路横贯全境，水陆交通均十分方便，涪陵区委、区政府决 定把这里作为新兴工业基地和新的经济增长点。举世瞩目的长江三