典型城市低污染河水深度凈化工藝的研究.pdf

1、城市河流是一座城市發(fā)展的必要條件，在城市景觀、文化和環(huán)境等方面都具有不可替代的作用。近年來，隨著城市現(xiàn)代化的加速，城市內(nèi)部的河道、河流段受到越來越嚴(yán)重的污染問題，導(dǎo)致部分河流流域水質(zhì)污染狀況加劇，河流環(huán)境惡化，河流生態(tài)平衡已逐漸失去。城市河流的污染不僅影響著其周圍的城市環(huán)境，而且會(huì)制約城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，要刻不容緩地對城市河流水污染進(jìn)行治理。
　　本文以安徽省合肥市塘西河為研究對象，設(shè)計(jì)包括中試反應(yīng)器和河灘濕地系統(tǒng)的中試工程，對

2、污水處理廠尾水、地表徑流等水源進(jìn)行深度凈化。在對塘西河進(jìn)行周年水質(zhì)監(jiān)測的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，該流域TN、TP整體呈現(xiàn)出冬季含量最多，春季逐漸變少，夏季含量最少，秋季逐漸增加的變化趨勢，全流域周年TN平均濃度在3.83~9.49mg/L，TP平均濃度在0.04~0.25mg/L，CODMn含量均小于10mg/L，為中試工程中淋濾式疊加濕地提供了設(shè)計(jì)參數(shù)。通過水文監(jiān)測與現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)塘西河的三級(jí)壩對初期雨水、地表徑流等具有良好的調(diào)蓄能力，三級(jí)壩調(diào)蓄能力

3、最大值約為40萬m3，可以對塘西河不同水位進(jìn)行調(diào)蓄。塘西河全流域水體中TN、TP濃度隨河流流向逐漸升高，在匯入方興湖時(shí)濃度達(dá)到最大。因此設(shè)置廬州大道壩為中試試驗(yàn)點(diǎn)，此處為最后一級(jí)調(diào)蓄壩，能在暴雨來臨時(shí)控制流量，待污水全部凈化完全之后再排入下游，在此處設(shè)置中試工程，將塘西河水進(jìn)行深度凈化之后排入廬州大道壩下，并最終匯入方興湖中。
　　針對水體中低濃度磷深度凈化問題，以過氧化鈣為吸附劑，采用等溫吸附、吸附熱力學(xué)模型和吸附動(dòng)力學(xué)模型的方

4、法開展其對磷酸鹽吸附特性研究，討論了pH、共存陰離子對其除磷過程的干擾能力。結(jié)果表明：（1）過氧化鈣對磷酸鹽的吸附等溫線方程符合Langmuir方程，CaO2對磷酸鹽的最大吸附量為381.7 mg/g（25℃）；（2）過氧化鈣在除磷過程中系統(tǒng)的熱力學(xué)參數(shù)ΔG0＜0，ΔH0＜0，即過氧化鈣對磷的吸附作用是一個(gè)自發(fā)的、放熱過程；（3）二級(jí)反應(yīng)速率方程可精準(zhǔn)地描述過氧化鈣的吸附行為，其吸附速率隨著溶液中磷酸鹽濃度的升高而升高，經(jīng)過4min即可

5、達(dá)到吸附平衡；（4）過氧化鈣在pH=8時(shí)除磷效果達(dá)到最佳；（5）高濃度倍數(shù)的共存陰離子中，CO32-對過氧化鈣除磷影響最大，在10倍濃度下可造成吸附量減少14.7％。
　　設(shè)計(jì)的中試反應(yīng)器為柜式三層結(jié)構(gòu)，能同時(shí)進(jìn)行除藻、脫氮和除磷。通過對塘西河周年監(jiān)測，設(shè)計(jì)中試反應(yīng)器進(jìn)水：CODMn10mg/L、TN10mg/L、TP1mg/L；設(shè)計(jì)出水：TN<1.5mg/L、TP<0.3mg/L；處理能力：200m3/d；運(yùn)行形式：淋濾式。除藻

6、是通過高密度篩網(wǎng)進(jìn)行藻水分離，計(jì)算除藻層所需篩網(wǎng)面積為2.21m2；脫氮是通過提供大比表面積填料以及碳源進(jìn)行硝化反硝化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算脫氮層所需填料體積為3.8m3；除磷是通過高效除磷吸附劑，以化學(xué)反應(yīng)的方式對磷進(jìn)行長期有效的去除，計(jì)算除磷層為滿足每日除磷量所需填料體積為0.17m3。實(shí)際工程實(shí)施過程中，中試反應(yīng)器長、寬為1.5m，高4m，其中除藻層高度1.2m，硝化層和反硝化層高度均為1m，除磷層高度為0.45m。河灘濕地通過增加20%

7、黃沙、10%蛭石拌合中試場地土壤以提高其土壤滲透能力，改造之后土壤滲透系數(shù)K=0.28mm/min。
　　中試反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定之后，通過9、10月份的連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)除藻層高密度篩網(wǎng)對塘西河水中的藻類去除率達(dá)到95%；污水進(jìn)入淋濾式疊加濕地進(jìn)行脫氮除磷，出水通過水泵均勻的噴灑在整個(gè)河灘濕地，通過植物根系吸收以及滲濾作用使其得到深度凈化，整體出水中總氮由9.44mg/L降低至2.78mg/L，去除率為70%；總磷由0.25mg/L降至0