污水的土壤滲濾法處理工藝運(yùn)行與模擬研究.pdf

1、土壤滲濾法是一種充分利用土壤中的動物、植物、微生物以及土壤的物理、化學(xué)特性的污水就地處理技術(shù)。本課題通過現(xiàn)場試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室模擬相結(jié)合,旨在研究不同工況條件下的運(yùn)行效果,根據(jù)碳、氮、磷去除效果的影響因素和去除機(jī)理,建立反應(yīng)動力學(xué)模型,并探討最佳的工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件,提出工藝運(yùn)行中的保障措施。
　　 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明,土壤滲濾系統(tǒng)經(jīng)過3個月的啟動調(diào)試后逐漸成熟。“太陽能曝氣-沉淀”的預(yù)處理工藝起到初步降解有機(jī)物的作用,其去除率低于35

2、.2％。各工況條件下系統(tǒng)最終出水的化學(xué)需氧量(COD)濃度均小于40mgl-1,總?cè)コ蕿?0.6％～75.8％,其中水溫是影響COD總?cè)コ实囊粋€主要因素。總磷(TP)、酚類和鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的去除率分別達(dá)到57.7％～100.0％、35.2％～100.0％和36.4％～59.6％。溶解氧提高為進(jìn)水的1～3倍、UV254下降了13.5％～67.2％,有利于水生生物生存、繁衍以及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。
　　 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果表明,除溫

3、度的影響以外,復(fù)合土壤的組成及本身的理化性質(zhì)、廢水的水質(zhì)情況、水力負(fù)荷、土壤層有效高度等都會影響碳、氮、磷的去除效果。其中,復(fù)合土壤本身的性質(zhì)對COD和TP去除效果的影響最大;隨著復(fù)合土壤碳氮比的增大,反硝化作用也會顯著增強(qiáng)。廢水的水質(zhì)情況是影響總氮(TN)去除效果的最主要因素;而在高濃度COD和TP進(jìn)水條件下,各自出水始終能夠維持在較低范圍內(nèi)。水力負(fù)荷對COD和TP去除效果的影響不大;但是高水力負(fù)荷比低水力負(fù)荷對TN去除的影響更大。較

4、高的水力負(fù)荷還會引起硝態(tài)氮(NO3--N)和亞硝態(tài)氮(NO2--N)出水濃度劇增,本研究中土壤滲濾系統(tǒng)的最佳水力負(fù)荷為8.0×10-1m3m-2d-1。0.50m的土壤層有效高度完全可以滿足去除COD的需要;但并不足以保證完全的反硝化進(jìn)程和TP的高效去除。另外,土壤滲濾系統(tǒng)對氨氮(NH4+-N)的吸附作用很強(qiáng),去除率受到以上因素的影響很小。
　　 各污染物去除機(jī)理的研究表明,COD的降解包括非生物吸附和生物降解作用,其中非生物吸

5、附過程滿足Temkin吸附等溫式,生物降解作用占COD總?cè)コ实?7.7％～71.9％。NH4+-N的非生物吸附和生物降解作用所占比重因進(jìn)水濃度的高低而異;NO2--N的積累和不足均會影響硝化反應(yīng)進(jìn)程,其出水濃度應(yīng)盡量控制在0.10mgl-1～0.25mgl-1范圍內(nèi);土壤碳氮比是反硝化作用的限制性因素。TP的靜態(tài)吸附過程滿足Freundlich吸附等溫式,氫氧化合物鐵(Feo)的含量與TP去除率之間存在很大的相關(guān)性。
　　 以

6、Eckenfelder一級反應(yīng)動力學(xué)模型為基礎(chǔ),通過添加或修正溫度、水力負(fù)荷、進(jìn)水濃度、土壤層有效高度和復(fù)合土壤性質(zhì)等影響因素項(xiàng),建立COD、TN和TP的去除模型,可以預(yù)測土壤滲濾系統(tǒng)的出水水質(zhì),模擬值與實(shí)測值的誤差可以分別控制在5mgl-1、5.0mgl-1和0.15nagl-1以內(nèi)。從模型的角度分析,系統(tǒng)降解能力的極限值是決定COD去除率的關(guān)鍵,水力負(fù)荷對TN和TP出水濃度的影響很大。另外,通過對上述關(guān)鍵因素的調(diào)控,土壤滲濾系統(tǒng)對污