城市生活污水生物治理的填料篩選研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會和工業(yè)的發(fā)展,人口城市化進程的愈演愈烈,生活、工業(yè)等污水排放量的急劇增加,人類對水資源的需求日益增加等一系列問題使得污水處理再凈化問題成為緩解水資源危機急需解決的關(guān)鍵問題。如何在遵循區(qū)域分異、循環(huán)再生與整體優(yōu)化等生態(tài)學(xué)基本原理的前提下,加強污水處理工藝技術(shù)的研究開發(fā),對于加快產(chǎn)業(yè)化進程,促進我國的環(huán)境保護與生態(tài)建設(shè)工作,提高環(huán)境、經(jīng)濟與社會效益具有重要的意義。因此篩選出治理效果好且成本低廉的城市生活污水治理技術(shù)已成為城市發(fā)展

2、過程中急需解決的重大課題。
　　 有鑒于此,本研究采用全面踏查和典型調(diào)查相結(jié)合的研究方法,對福州市福州金山污水處理廠、福州祥坂污水處理廠、福建農(nóng)林大學(xué)校園城市生活污水污染現(xiàn)狀進行詳細調(diào)查,分別從TN、NH3-N、TP、COD及重金屬(Cu、Cr、Zn、Pb)等方面分析福州市城市污水的污染現(xiàn)狀和特征;在對福州污水污染狀況全面掌握基礎(chǔ)上,結(jié)合導(dǎo)師課題組前期研究篩選出的水生植物美人蕉為研究對象,選擇通透性好、比表面積大、來源豐富的蛭石

3、粉、活性炭、人造沸石及其專門研制的現(xiàn)代工藝組合填料為研究材料,通過污水污染模擬、填料配置篩選試驗、填料配置對生活污水中污染物的吸附效果、水生植物結(jié)合填料配置對生活污水中污染物吸附機理等研究,研究比較不同試驗處理對污水中COD、NH3-N、TP、TN及重金屬等吸附效果,試圖從中篩選出具有較高富集能力并適合福州生活污水治理的生物治理填料系統(tǒng),并揭示其作用機理,供福州生活污水生物凈化上應(yīng)用。主要研究結(jié)果如下:1.對福州金山、祥坂污水處理廠與福

4、建農(nóng)林大學(xué)污水的調(diào)查表明:金山污水處理廠與福建農(nóng)林大學(xué)校園生活污水污染狀況相近較嚴重,祥坂污水處理廠污染狀況較輕。金山污水處理廠、祥坂污水處理廠與校園生活污水中COD、NH3-N、TP、TN含量均超標,四種中重金屬只有Pb超標,分別超標54.6、21.9、39倍,而Cu、Cr、Zn均未發(fā)現(xiàn)超標。
　　 2.對6種混合物的篩選研究表明:蛭石人造沸石混合填料、蛭石組合填料混合填料和柱體活性炭組合混合填料三種混合填料凈污效果較好,適合

5、污水的治理。
　　 3.對不同填料配置吸附污水污染物(COD、NH3-N、TN、TP)效果的比較研究表明:在各填料處理下污水中COD吸附率大小排序為:蛭石＞蛭石人造沸石＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞蛭石組合填料＞組合填料＞人造沸石;TN吸附率大小排序為:人造沸石＞蛭石人造沸石＞蛭石＞蛭石組合填料＞柱體活性炭組合填料＞柱體活性炭＞組合填料;TP吸附率大小排序為:蛭石人造沸石＞柱體活性炭＞蛭石＞組合填料＞蛭石組合填料=柱體活性炭

6、組合填料＞人造沸石;NH3-N吸附率大小排序為:人造沸石＞蛭石人造沸石＞蛭石＞蛭石組合填料＞柱體活性炭＞組合填料＞柱體活性炭組合填料。說明各填料配置對污水中的污染物具有較好的吸附能力,適合生活污水的治理。
　　 4.對不同填料配置吸附重金屬污染物(Zn、Cu、Pb、Cr)效果的比較研究,結(jié)果表明:污水在各填料配置的處理下對Cu的吸附均在第11天達到最大值,吸附率大小排序為蛭石＞蛭石組合填料＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填

7、料＞蛭石人造沸石＞人造沸石;污水在各填料的處理下對Zn的吸附均在第11天達到最大值,吸附率大小排序為蛭石人造沸石＞蛭石＞柱體活性炭組合填料＞柱體活性炭＞組合填料＞蛭石組合填料＞人造沸石;污水在蛭石、蛭石人造沸石的處理下對Pb的吸附在第3天達最大值,最大吸附率分別為99.69％、99.65％,各填料吸附率大小排序為蛭石＞蛭石人造沸石＞柱體活性炭組合填料＞蛭石組合填料＞組合填料＞柱體活性炭＞人造沸石;在各填料配置的處理下對Cr的吸附均在第1

8、1天達到最大值,吸附率大小排序為組合填料＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞蛭石組合填料＞蛭石＞蛭石人造沸石＞人造沸石。說明各填料配置對重金屬具有較強的吸附能力,其中蛭石、蛭石組合填料混合物等適合工礦業(yè)污水的治理。
　　 5.對美人蕉結(jié)合填料配置吸附污染物(COD、NH3-N、TN、TP)效果的比較研究,結(jié)果表明:蛭石填料結(jié)合美人蕉COD吸附效果最好,在第11天的吸附率約為90％,COD吸附率大小排序為:蛭石＞蛭石組合填料＞蛭石人

9、造沸石＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填料＞人造沸石;蛭石人造沸石混合填料結(jié)合美人蕉吸附TN效果最好,在第11天的吸附率達最大值約為90％,TN吸附率大小排序為:蛭石人造沸石＞蛭石＞蛭石組合填料＞人造沸石＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填料;蛭石組合填料混合填料結(jié)合美人蕉吸附TP效果最好,在第7天的吸附率達最大值約為90％;TP吸附率大小排序為:蛭石組合填料＞蛭石＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填料＞蛭石人造沸石＞人造

10、沸石;蛭石人造沸石混合填料結(jié)合美人蕉處理NH3-N效果最好,在第16天的吸附率達最大值約為70％,NH3-N吸附率大小排序為:蛭石人造沸石＞人造沸石＞蛭石＞蛭石組合填料＞組合填料＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料。說明美人蕉結(jié)合各填料對污水中污染物的吸附效果較好,尤其是美人蕉結(jié)合蛭石及美人蕉結(jié)合含蛭石的混合物填料(蛭石人造沸石、蛭石組合填料),適合福州城市污水的治理。
　　 6.對美人蕉結(jié)合不同填料配置吸附重金屬污染物(Zn、Cu

11、、Pb、Cr)效果的比較研究,結(jié)果表明:各美人蕉結(jié)合填料的處理對Cu的吸附均在第16天達到最大值,吸附率大小排序為蛭石＞蛭石組合填料＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞蛭石人造沸石＞組合填料＞人造沸石;美人蕉結(jié)合各填料配置的處理對Zn的吸附大小排序為蛭石人造沸石＞蛭石＞蛭石組合填料＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填料＞人造沸石;美人蕉結(jié)合各填料配置的處理對Pb的吸附率大小排序為蛭石＞蛭石人造沸石＞蛭石組合填料＞組合填料＞柱體活性炭組

12、合填料＞柱體活性炭＞人造沸石;美人蕉結(jié)合各填料配置的處理對Cr的吸附率大小排序為蛭石組合填料＞蛭石＞柱體活性炭＞柱體活性炭組合填料＞組合填料＞蛭石人造沸石＞人造沸石。說明美人蕉結(jié)合各填料具有較好的吸附能力,其中美人蕉結(jié)合蛭石及美人蕉結(jié)合含有蛭石的混合物填料(蛭石組合填料、蛭石柱體活性炭、蛭石人造沸石)對四種重金屬的吸附效果較好,其中蛭石組合填料混合物效果較好,適合城市工業(yè)污水的治理。
　　 7.對美人蕉收獲后植株體內(nèi)氮、磷含量的

13、研究,結(jié)果表明:美人蕉地上部分總磷含量的變化范圍在3.95-4.56g·kg-1之間,其中在蛭石、柱體活性炭和柱體活性炭組合填料的處理下,美人蕉地上部分總磷含量較高,分別為4.56g·kg-1、4.46g·kg-1、4.29g·kg-1,美人蕉地下部分總磷含量的變化范圍在2.75-3.37g·kg-1之間;美人蕉地上部分總氮含量的變化范圍在1.08-2.14g·kg-1之間,其中在蛭石組合填料混合填料的處理下,美人蕉地上部分總氮含量較高