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蚯蚓生态滤池处理农村生活污水具有水力负荷高、出水水质好、基建投资和日常运行费用低、维护管理方便等优点,特别符合国际上分散式污水处理的强化生态处理的最新环保理念,值得在农村地区大力推广。但是,蚯蚓生态滤池作为农村生活污水处理新技术,仍处在研究阶段,其设计与运行目前都是依靠经验,没有达到成熟工艺的设计规范;对氮素的去除主体作用仍不够明确,各种形态的氮在滤池中分布和转化过程受到多种因素的影响,机理并未完全搞清。这些因素限制了滤池在氮素去除方面潜力的发挥,目前正在成为限制蚯蚓生态滤池优势发挥的瓶颈因素。
本研究针对蚯蚓生态滤池中脱氮的主要影响因素,根据污水处理和利用技术发展趋势,开展蚯蚓生态滤池系统氮素去除的试验研究。研究首先进行小试规模运行实验,确定了滤池构型、水力条件及运行方式、进水中C/N、干湿交替运行等对脱氮效果的影响;最后依据小试经验进行中试工程中的氮素强化去除设计;在最后部分进行中试工程脱氮环境分析。
本研究主要结论有:一,在蚯蚓生态滤池中,污水中的氨氮由于填料的吸附,至表面15cm处即降88%左右;但硝氮和总氮却在蚯蚓的矿化固持作用下,在15-35cm处含量维持在较高水平,最高可达34mg/L以上;二,通过中试工程中分流进水、提高出水水位、进水跌水曝气,可以获得较佳的进水实际C/N比(7-9)、较高沿程DO浓度(3.4~6.2mg/L),最终系统能够达到平均76%的总氮去除率;三,通过配水周期氧化还原电位观察,发现蚯蚓生态滤池在复氧时出现较大氧化还原电位差的迅速回落和微小氧化还原电位差的较长时间复位:采用1/3的湿干投配比、在短水力周期(1d)条件下,总氮去除率最高。
本论文探讨了蚯蚓生态滤池的脱氮机理,提出蚯蚓生态滤池高效脱氮运行的成套适用技术;在原位填料溶液的提取与分析、通过氧化还原电位变化来观察系统复氧状况及强化脱氮系统措施方面均有一定的创新,对推进塔式蚯蚓生态滤池脱氮效率提高和设计标准化、运行标准化有较大的理论意义和现实价值。