由图6可知,随着湿干比的增加,COD、氨氮和总氮的去除率都是先增加后减少,在湿干比为1:5时去除效率最大。当湿干比为1:3时,系统的进水时间为1.5h,进水时间相对较长,系统内表层处于缺氧的时间较长,表层吸附和截留的污染物没有及时的降解,被水流带到二级和三级子系统阶段,由于二级和三级子系统的复氧效果较好,因此,COD和氨氮总的去除率效率仍然较高,出水能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。随着湿干比增加,即落干时间加长,当湿干比为1:11时,COD和氨氮的出水虽然都也能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,但出水的效果明显下降。落干时间增加会导致微生物自身营养物质的缺乏,影响其生长繁殖的速度,降低微生物的活性,不能充分发挥微生物的降解作用,导致了出水水质的下降。
从图6可知,三种湿干比条件下对总氮的去除率均不是很高,出水均不能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。三级串联人工快渗系统经过二次自然的复氧,使其硝化作用比较充分,所以整个系统的氨氮的去除效率比较高;虽然系统通过增加饱水段高度人为地营造了反硝化区域,但是由于碳源不足等因素影响环境保护论文,使反硝化的效果降低,整个系统对总氮的去除效率不是很高中国论文网。通过以上实验结果可以看出,本实验条件下,湿干比为1:5时对污染物的去除效果较好。
2.3 三级串联人工快渗系统水力负荷周期确定
一次淹水和一次落干所构成的循环称为系统的水力负荷周期。水力负荷周期的确定要考虑湿干比的大小。淹水期过长会导致污染物吸附饱和出现穿透现象,介质渗透率下降并使系统堵塞导致水力负荷下降;淹水期过短不能保证硝化作用充分进行,同时不利于系统的连续运行,水力负荷也会下降。实验选择水力负荷为1.0m/d,湿干比是1:5的条件下,研究水力负荷周期分别是6h和4h的污染物的去除效果。实验结果见表2。
表2 不同HLC下对污染物的去除情况
Table 2 The removal of pollutants of different HLC
水质指标
HLC
|
COD(mg/L)
|
NH4-N(mg/L)
|
TN(mg/L)
|
进水
|
出水
|
去除率%
|
进水
|
出水
|
去除率%
|
进水
|
出水
|
去除率%
|
6h
|
145
|
32.0
|
77.9
|
83.3
|
3.2
|
96.2
|
103
|
48.2
|
53.2
|
4h
|
139
|
25.0
|
82
|
85
|
2.1
|
97.5
|
107
|
47.4
|
55.7
|
对于水力负荷周期为6h时,快渗系统一天进水、落干各4次,水力负荷周期为4h时,快渗系统一天进水、落干各6次,落干频率较6h时提高了50%,增加了与空气的交换次数。人工快渗系统的复氧主要是通过扩散和对流作用,通过扩散作用,氧气很难到达系统深层,复氧效率不是很高,而由于水流入渗的负压吸入作用,引起的空气对流可以到达系统的深层区域,增加系统内的好氧空间。何江涛等人通过实验研究,缩短HLC,人为的加大系统淹水和落干的频率,可以有效的加强系统与外界空气的对流机会,加大系统的复氧效率,提高系统的整体的复氧效果,有利于系统中微生物对有机污染物的好氧生物降解[8]。
由表2可知水力负荷周期为4h时,COD、NH4-N和TN的去除效果比HLC为6h时均有不同程度的提高,虽然出水效果COD、NH4-N都能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,但出水效果还是明显提高。水力负荷周期为4h时增加了每天污水投配的次数,增加了空气对流的频率,使得进入系统的空气量将会提高,增加了系统的复氧量,整个系统处于氧气相对较为充足的状态环境保护论文,有利于微生物对有机污染物和NH4-N的好氧生物降解,但由于三级串联的独特结构,本身就增加了各个子系统阶段的复氧效果,因此相对减弱了水力负荷周期变化对污染物的去除差异。同时,如果过多的增加每天的污水投放次数,每次的进水量就比较小,淹水时间相对的偏小,将影响快渗系统内好氧、厌氧区域的交替运行,影响污染物的降解。因此,综合以上因素,本实验条件下,水力负荷周期为4h时运行效果较好。
3 结论
1、本实验条件下最佳的运行参数为:水力负荷1.0m/d,湿干比为1:5,水力负荷周期为4h,出水中COD、NH4-N的浓度都能满足《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
2、碳源不足是影响三级串联人工快渗系统脱氮效率较低的主要限制因子。
3、缩短水力负荷周期,加大系统淹水和落干的频率,可以有效的增加系统的复氧效率,提高系统的整体的复氧效果,有利于系统对COD、NH4-N的好氧生物降解。
参考文献
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[2]张金炳,黄培鸿,杨小毛等.东莞华兴电器厂生活污水人工快渗处理系统[J].环境工程,2003,21(6):32- 35.
[3]张金炳,汤鸣皋,陈鸿汉等.人工快渗处理洗浴废水的实验研究[J].岩石矿物学杂志,2001,20(4):539- 543.
[4]牟新民等.人工快渗处理深圳茅洲河水的实验研究[J].应用基础与工程科学学报.2003,11(4):370- 377.
[5]康爱彬,杨雅雯,王守伟等.三级串联人工快渗系统处理养殖废水[J].环境工程学报,2009,3(3):475-478.
[6]康爱彬,祝明,王守伟,陈鸿汉,人工快渗系统处理模拟养殖废水的研究[J].中国给水排水 ,2009,25(19):65~67.
[7]张自杰.排水工程(下册).中国建筑工业出版社.2000:310-311.
[8]何江涛,马振民等.污水渗滤土地处理系统中的堵塞问题[J].中国环境科学,2003,23(1):85-89.
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