污水地下滲濾系統(tǒng)ORP變化特征.pdf

1、污水地下滲濾處理系統(tǒng)作為一種自然生態(tài)凈化與人工工藝相結合的小規(guī)模污水土地處理技術，得益于其干濕交替運行時不斷變化的氧化還原微環(huán)境，對污染物具有較好的處理效果。目前對于滲濾系統(tǒng)至關重要的氧化還原微環(huán)境研究卻相對較少，僅停留在氧化還原電位(ORP)與污染去除關系的定性描述層面，缺乏滲濾系統(tǒng)基質床體ORP變化特征定量表達及影響因素的深入研究。
　　本文圍繞干濕交替運行時地下滲濾系統(tǒng)ORP變化問題，通過室內土柱實驗，利用去極化ORP監(jiān)測設

2、備，實時、連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測ORP值，分析ORP變化特征，探討水力負荷、環(huán)境溫度、基質床層部位、Fe-Mn-S離子賦存形態(tài)及微生物作用等因素對ORP變化的影響，并將基質床體氧化還原微環(huán)境進一步細分。利用BP神經網絡模型、Matlab等數(shù)據處理工具，進行ORP周期性變化預測，構建了ORP單周期變化模型，以期深入揭示干濕交替運行時ORP變化規(guī)律，實現(xiàn)ORP“暗箱變化”可視化。論文的主要研究結果如下:
　　(1)進水-落干交替運行方式有利于

3、地下滲濾系統(tǒng)氧化環(huán)境的恢復，但短時間內能力有限，僅能作用于床體40cm以上區(qū)域。
　　(2)進水-落千周期運行時，滲濾系統(tǒng)基質床層ORP變化存在明顯分層現(xiàn)象:基質床體40cm以上區(qū)域ORP下降-上升交替變化，床體40cm～95cm區(qū)域ORP則上升-下降交替變化，而床體145cm區(qū)域ORP處于-200～-350mv水平保持穩(wěn)定，不受干濕交替的影響。在此基礎上，將基質床體氧化還原微環(huán)境依次劃分為好氧區(qū)、缺氧區(qū)、缺氧-厭氧交替區(qū)和完全厭

4、氧區(qū)4個反應區(qū)，但各分區(qū)并不是截然獨立，而是存在一定程度的重合或過渡。
　　(3)水力負荷波動不會影響ORP的周期性變化特征，但會引起變化幅度的差異。水力負荷為0.04、0.08m3/(m2·d)時，床體各層ORP變化幅度微弱;水力負荷加大后，ORP上升、下降變化幅度增加，但床體95cm區(qū)域ORP上升幅度達到一定程度后，反而減小;床體145cm處ORP隨著水力負荷的加大，整體小幅下降。
　　(4)滲濾系統(tǒng)ORP受環(huán)境溫度、基

5、質床體Fe-Mn-S離子賦存形態(tài)、微生物作用等因素的影響，但溫度影響僅在小水力負荷及基質床體上層作用明顯。Fe-Mn-S等離子體系對ORP的影響區(qū)域存在分層現(xiàn)象，但作用區(qū)域并不是截然獨立。微生物除自身呼吸生長影響ORP外，參與各離子體系的氧化還原反應也會影響ORP變化。
　　(5)利用BP神經網絡模型及Origin8.0、Matlab R2013a等數(shù)據處理工具，預測了長期干濕交替穩(wěn)定運行時，滲濾系統(tǒng)不同基質床層ORP周期變化規(guī)律