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随着我国城镇化进程不断加快,农村的生活污水、废水产生量与日剧增。但在广大的农村以及偏远的城市郊区,因为没有完善的污水集中处理设施及排水管网系统,再加上村镇居民环保意识差,经济水平相对落后,导致广大的农村以及偏远的城市郊区绝大部分生活污水不经任何处理就直接排放,严重污染了河流湖泊和土壤,因此我们考虑就地处理分散的农村生活污水。本课题采用无砾石微孔管地下渗滤技术,通过改进渗滤管结构、布水方式以提高开孔率,去除包裹织物和优选植物等来解决堵塞和复氧问题,提高对污染物的降解效率,并在前期小试的基础上建设完成中试系统,主要研究内容和结果如下:
(1)对提出的无砾石微孔管地下渗滤技术的定义、优缺点、净化机理和设计结构进行阐述。
(2)在水力负荷为3.19cm/d条件下,对比研究了8套系统处理低浓度分散生活污水中有机物、SS、氮和磷的去除效果及其影响因素。研究结果表明,8种系统出水COD和TP指标全部达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的三级排放标准,部分系统的出水COD和TP指标达到甚至优于国家一级排放标准中的B标准;植物、土壤和管道任一因素的单独影响效应显著,但是组合后植物、土壤和管道之间相互影响,相互作用的关系导致之间的交互效应不存在显著差异。
(3)通过设置1、3.19、5和7cm/d等4种水力负荷条件,采用间歇进水的运行方式,通过测定COD、TN、TP和NH4+-N四种指标参数,对在不同水力负荷的条件下无砾石微孔管地下渗滤系统处理分散式生活污水的去除效果进行了研究。结果表明,不同水力负荷条件下,4种系统对生活污水中COD、TP、NH4+-N和TN的去除率不同,但是变化趋势趋同。在水力负荷为3.19cm/d的情况下,1#和2#系统对生活污水中COD、TP、NH4+-N和TN的去除率最大,5#系统对生活污水中TP、NH4+-N和TN的去除率最大,随着水力负荷的继续增大,去除率变小。水力负荷为1 cm/d的情况下,5#系统对生活污水中COD的去除率最大,2#系统对生活污水中TP的去除率最大,但与水力负荷为3.19cm/d的情况下TP去除率相差不大,6#对生活污水中COD、NH4+-N的去除率最大,但是与水力负荷为3.19cm/d的情况下COD、NH4+-N的去除率相差不大。6#系统在水力负荷为3.19cm/d的情况下,对生活污水中TP和TN的去除率最大,随着水力负荷的继续增大,去除率变小。
(4)通过不同水力负荷条件下,无砾石微孔管地下渗滤系统对生活污水的去除效果比较,得出该系统的最佳进水水力负荷为3.19cm/d。