论文部分内容阅读
南方地区农村生活污水较为分散,难以集中处理,目前采用单一生物或生态处理方式无法满足农村生活污水脱氮除磷的要求。本研究设计的农村生活污水处理工艺——聚乙烯醇（PVA）固定有效微生物菌群（EM菌）强化生物反应器组合植生滞留槽,探讨PVA固定EM菌的最佳条件,并将其应用在生物反应器以提高污染物去除效果;从生物反应器的结构和参数设计以及植生滞留槽的植物选取、填料配置与结构层设计等角度进行组合工艺设计;通过组合工艺的启动阶段和稳定阶段的运行考察对生活污水的处理效果。研究结论如下:（1）进行单因素和正交实验,从PVA-EM菌载体的性能和污水处理效果综合评价,确定载体的制备条件,并通过氧利用率（OUR）和扫描电镜（SEM）分别研究PVA-EM菌载体的活性和结构。结果表明,当PVA、海藻酸钠（SA）和氯化钙（CaCl2）浓度分别为6%、1.2%和2.5%时,PVA-EM菌载体物理性能最好,此时COD、TN、TP的去除率分别为58.71%、59.81%、32.42%;OUR的测定结果最高达0.42mg/（L·min）,说明PVA-EM菌载体具有较高的活性;SEM图表明PVA-EM菌载体表面和内部孔道均匀,有利于EM菌附着及与外界的物质交换。（2）从好氧/厌氧条件、载体投入比、水力停留时间（HRT）三个因素的影响,及与普通EM菌挂膜法对比,研究了PVA-EM菌载体的处理工艺,结果表明:好氧条件下,载体投入比和HRT分别为1/50和12h时,对农村生活污水TP、COD和TN的去除率分别为40.59%、70.97%和85.12%。对比研究发现,PVA-EM菌载体对COD、TN去除率分别最高达88.71%、81.24%,处理效果优于EM菌挂膜法,但TP的去除率均为30%左右,差异不明显。（3）生物反应器-植生滞留槽组合工艺的设计,生物反应器采用间歇好氧处理,植生滞留槽的结构设计优化为:选择美人蕉作为其植物,结构自上而下依次是植物（美人蕉）、蓄水层（15cm）、树皮覆盖层（树皮,5cm）、填料层（红壤:堆肥:沸石=35:10:55,35cm）、沙滤层（河沙,15cm）和砾石排水层（砾石,15cm）,直径20cm。（4）生物反应器和植生滞留槽启动阶段研究表明,添加PVA-EM菌载体的生物反应器启动时间约为5-7天,明显优于其他方式;植生滞留槽对TP和COD去除率分别超过90%和80%,但TN去除效果较差且不稳定。稳定运行的组合系统出水TN、TP、COD浓度均能达到城镇污水处理厂（GB 18918-2002）二级标准,其中COD去除率在90%以上,TN去除率稳定在85-90%,TP去除率可达到90%以上。生物反应器-植生滞留槽组合系统处理农村生活污水具有结构简单、工艺互补、处理效果好、易于维护、处理成本低等优点,该研究可为农村生活污水处理提供参考。