人工土層快滲系統(tǒng)除污性能及氮去除機(jī)理研究.pdf

1、重慶大學(xué)博士學(xué)位論文人工土層快滲系統(tǒng)除污性能及氮去除機(jī)理研究姓名：王春燕申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：市政工程指導(dǎo)教師：郭勁松20091128重慶大學(xué)博士學(xué)位論文在CRI系統(tǒng)除污性能測(cè)試的運(yùn)行條件下，出水中TN的達(dá)標(biāo)概率約為50％，成為進(jìn)一步提高裝置水力負(fù)荷和除污能力的主要制約因素。為此，論文考察了影響系統(tǒng)氮去除性能的主要因素(土砂配比、土層厚度)，被處理污水的碳氮比及主要運(yùn)行參數(shù)(水力負(fù)荷周期與濕干比)，從優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)造和運(yùn)行參數(shù)方面探討提高

2、系統(tǒng)脫氮性能的方法。結(jié)果表明：對(duì)紫色土與河砂混合形成的滲濾介質(zhì)，土砂比較小，有利于NH4N向N03“N轉(zhuǎn)化；土砂比較大，有利于NI14N、TN的去除。土砂比4：1構(gòu)建的CRI裝置對(duì)NH4N、TN的去除效果相對(duì)最好，去除率分別為：717％，488％，綜合水力負(fù)荷等其它因素，土砂比為4：1的介質(zhì)構(gòu)成在三峽庫(kù)區(qū)是較合適的介質(zhì)選擇。對(duì)以紫色土為主構(gòu)建的CRI系統(tǒng)，其處理污水以好氧生物反應(yīng)為主，有機(jī)物和凱氏氮的氧化主要在系統(tǒng)表層的06m土層內(nèi)完成

3、，TN的去除主要發(fā)生在06～10m的土層內(nèi)，土層厚度越深，系統(tǒng)脫氮性能不一定提高。試驗(yàn)采用10m的處理層介質(zhì)厚度構(gòu)建的CRI裝置的脫氮效果相對(duì)較好。污水中的C：N濃度對(duì)出水N03N、TN的濃度影響顯著，隨著進(jìn)水C：N濃度的升高，出水中的N03“N、TN顯著減少。在污水進(jìn)水中適量投加碳源(進(jìn)水COD不宜超過(guò)400mg／L)，控制C：N在60～80之間，是提高TN去除率的較為可行的措施。以紫色土：河砂3：1為滲濾介質(zhì)構(gòu)建的CRI系統(tǒng)：濕干比

4、越小、配水時(shí)間越短，對(duì)NH4N的去除率越高，試驗(yàn)條件下，濕干比為1：9，配水12h，水力負(fù)荷周期為120h時(shí)，NH4N去除率最高可達(dá)714％；濕干比越小，配水時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)TN的去除率越高，試驗(yàn)條件下，濕干比為1：9，配水48h，水力負(fù)荷周期為480h時(shí)，TN的去除率最高可達(dá)591％。配水時(shí)間長(zhǎng)有利于CRI系統(tǒng)的反硝化過(guò)程。進(jìn)一步深入研究N在快滲土層內(nèi)的運(yùn)移轉(zhuǎn)化機(jī)理發(fā)現(xiàn)：NH4N是CRI系統(tǒng)中N運(yùn)移轉(zhuǎn)化的核心，故基于紫色土：河砂=3：l的

5、土砂混合物為滲濾介質(zhì)構(gòu)建10m高CRI土柱，在水力負(fù)荷周期為4d，濕干比ld：3d的條件下運(yùn)行，通過(guò)單一氮化合物(NH4N和NOaN)的人工配水輸入土柱，研究NH4N在試驗(yàn)土柱中的運(yùn)移轉(zhuǎn)化機(jī)理及規(guī)律。以N03“N配水進(jìn)行氮運(yùn)移轉(zhuǎn)化機(jī)理試驗(yàn)表明：N03N在基于紫色土為主要處理層介質(zhì)構(gòu)建的CRI土柱中不存在吸附作用，配水5～9h之后，CRI土柱中有反硝化作用的發(fā)生，有效高度為10m的CRI土柱中，025m085m之間的土層是反硝化作用的空間