论文部分内容阅读
随着社会的发展及人口的增长，生活污水未经处理排放成为一个重大环境问题。结合我国的具体情况，应对生活污水处理费用高及建造成本高，而导致的污水处理效率低、或将未经处理的污水直接向地表水体排放，而造成我国地表水污染严重，本次试验研究了经济适用的污水处理方法——地质滤池污水处理方法对生活污水进行了处理。本研究的目的在于研发、建造成本低、处理费用少且能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级标准的污水处理系统，从而提高我国的污水处理率，实现环境保护、促进经济效益发展双赢的良性社会局面。
地质滤池处理技术是快速渗滤处理系统一种形式，它将水文地质学的一些基本原理巧妙地应用到水处理技术研究中，其一方面能利用地质渗滤材料(天然河砂，粘土及砾石等)吸附过滤从而去除部分污染物，另一方面能以这些地质材料为载体培养、驯化及附着能够降解不同污水污染物的特定微生物，从而达到将物理处理方法和生物去除方法结合降解污水中污染物的目的，大大提高了污染物去除率，且处理成本低，占地面积小，反冲洗简易，操作简单，管理简便。
本次研究中地质滤池主要使用到的地质材料为天然河砂和灰岩，使用蠕动泵进行系统布水，采用泵水3小时、停止进水3小时的间歇布水方式，使系统间歇地出现厌氧和好氧环境，以利于各阶段去除污染物的微生物的生成和对污染物进行降解去除。通过研究地质滤池最佳运行参数，从而提高系统的水力负荷，并掌握孔隙堵塞规律，找出解决堵塞办法。研究内容以及得出结论如下：
(1)地质滤池运行水力停留时间的研究。从地质滤池运行的情况研究滤池正常运行的时间以及在滤池孔隙被污染物和微生物的生长膨胀等造成孔隙堵塞后，滤池自行恢复能够正常进污水处理所需要的时间。实验证实，系统经过一段时间的运行后，出水量减少，孔隙堵塞。实验中通过停止布水使系统长期处于干化期，加上长期营养物质(污染废水)的缺乏，从而抑制微生物的增长，达到纾解堵塞的目的。实验证实经过十五天左右的干化期系统可解堵进行正常运行，使出水量达到1.5m/d以上，但之后继续正常运行时间较短。
(2)地质滤池填料的选择。实验中选用天然河砂、红砖颗粒以及河砂与木炭颗粒的混合物分别作为生物滤池的填料，检验不同的填料系统在污水处理量、CODcr处理情况以及氨氮、总磷的处理状况来综合研究生物滤池的填料选用。实验结果表明，木炭—河砂填料系统的对于污染物的去除和系统的维护并没有突出效果，考虑低价处理成本，放弃用木炭作为滤池填料；红砖颗粒与河砂填料系统相比较，CODcr的去除率相当，总磷的去除效果前者较佳，但氨氮的去除率效果前者较后者差，对微生物去除总氮不利。且该系统极易出现堵塞，不利于系统的运行和维护。因此，运用河砂作为系统的填料不仅材料简单易得，成本较低，而且能保证污染物的去除达到期望值，故而在系统所用填料的选择上，使用天然河砂更为合理。
(3)地质滤池填料粒径的选择。试验中选用了三种不同粒径和分选程度的河砂分别作为滤池填料综合考虑污水处理负荷和污染物(CODcr、氨氮和总磷等)处理效果，选出适合地质滤池处理生活污水的最佳粒径填料。实验结果得出如下结论：未经筛分的天然河砂填料系统中填料间的孔隙小，对污染物的截留和吸附作用也较强，相对的去除总磷的效果较好，但其容易造成堵塞不利于系统的正常运行和维护，同时也使其复氧作用较差，不利于微生物的生长，导致CODcr和氨氮去除效果相比其他两个系统较差。综合考虑出水稳定性、出水水力负荷的提高以及污染物的去除效果这三点，实验研究认为0.9-2mm粒径河砂更适宜作为该试验中系统的填料。
(4)待处理污水中污染物的浓度对地质滤池处理效果的影响。实验中将同样的地质滤池以相同的方式布入CODcr浓度不同而其他污染物浓度相同的生活污水，比较两种不同污染物浓度比例的污水的处理对地质滤池处理效果的影响。实验证实如下：高CODcr浓度(添加了葡萄糖)布水系统中CODcr和氨氮的去除效果较好且堵塞问题有所缓解，总磷在两个系统中的去除效果差别不大。
(5)地质滤池孔隙堵塞解决办法的研究。试验中分别以不同的量、不同的方式加入河砂材料分别作为地质滤池的填料，以纯天然河砂填料系统做对比，研究几种填料系统对污水的处理量大小、系统堵塞状况以及污染物的去除效果。同时做了灰岩颗粒对总磷去除效果的动态实验。结果证实：灰岩介入填料有利于缓解系统的堵塞，使系统的出水量大，正常运行时间维持较长，对总磷的去除效果影响不大，能保证CODcr去除不受影响且去除效率较稳定。添加了50％灰岩混合的填料系统较其他添加灰岩量系统氨氮去除效果好且去除稳定；细粒填料系统较粗粒填料系统的CODcr和氨氮去除效果好；分层系统出水不稳定。从灰岩颗粒对总磷去除效果的动态实验结果中可看出灰岩除磷的效果好，并且灰岩对水质有缓冲PH值的作用，随着时间的变化，灰岩对总磷的去除有下降趋势。
总之，运用地质滤池这种简便、经济的污水处理系统的最佳状况为选用粒径大小为0.9-2mm粒径的天然河砂作为填料。同时为保证系统出水量较大(即保证水力负荷较大)，可添加体积占50％0.9-2mm粒径大小的灰岩至同粒径范围的河砂混合作为系统填料，此时效果最好，为较全面解决生物滤池运行所遇到的堵塞问题，实验中可同时配合气、水反冲洗、静置系统等多种方法解决系统出现的孔隙堵塞现象，从而保证生物滤池长期、高水力负荷正常运行。