2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、中國是一個農(nóng)業(yè)大國,然而每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水量達300×108m3,受旱面積約2×104km2。近年來,隨著中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設的迅速發(fā)展和人民生活水平的提高,我國村鎮(zhèn)污水年排放量超過100億噸。農(nóng)村生活污水性質比較穩(wěn)定,基本不含重金屬和有毒物質,可生化性較好,成為潛在的農(nóng)業(yè)灌溉水源。污水中的氮磷等物質對水環(huán)境是一種污染物而對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是必須的營養(yǎng)物質,是一種寶貴的資源。但是,生活污水直接回灌農(nóng)田,由于懸浮顆粒和有機物濃度過高,從而造成土壤板結和植

2、物爛根等問題,長期使用會導致土壤的退化。
  本研究提出了一種從“單純處理”轉變到“氮磷資源化利用”的農(nóng)村生活污水治理新思路:污水的治理不是以除磷脫氮為首要目的,相反是盡量保留污水中的氮、磷成分,通過簡單的處理將有機氮、有機磷無機化為易于農(nóng)作物吸收的無機態(tài)成分,同時降低尾水中有機物的含量,使其達到國家《農(nóng)田灌溉水質標準》(GB5084-2005)的要求,安全回用于農(nóng)田灌溉,解決以往污水灌溉存在的農(nóng)作物爛根、土壤板結等問題,從而實現(xiàn)

3、生活污水氮磷的資源化利用和水資源的可持續(xù)利用。
  本研究提出的農(nóng)村生活污水資源化工藝為“厭氧池+短程好氧生物濾池”,尾水可直接安全灌溉。這種工藝組合,從其氮磷資源化的目的出發(fā),可稱為短程氮磷無機化反應器(short-range nitrogen and phosphorus inorganic reactor,簡稱SNPIR)。開展了近一年的實驗研究,結果如下所述:
  1、考察了SNPIR在不同季節(jié)下的氮磷資源化效果及其

4、運行參數(shù)調節(jié)。夏季和秋季,SNPIR的適宜運行參數(shù):厭氧池HRT=4h,短程好氧生物濾池HLR=5.40 m3/(m2·d)。SNPIR出水的氨氮平均濃度分別在45mg/L和55mg/L左右,PO43--P平均濃度分別在6.5mg/L和5.6mg/L左右,同時出水COD平均濃度均在60mg/L以下;冬季,SNPIR的適宜運行參數(shù):厭氧池HRT=5h,短程好氧生物濾池HLR=4.20m3/(m2·d)。SNPIR出水的氨氮平均濃度在88m

5、g/L左右,PO43--P平均濃度在7.7mg/L左右,可為后續(xù)資源化利用提供大量的無機氮肥和磷肥,但是COD平均濃度為163mg/L,無法滿足《農(nóng)田灌溉水質標準》(GB5084-2005)中COD指標的限制要求。在冬季適宜運行參數(shù)下,采用1∶1回流、增溫至10℃以上、設置各種保溫措施的方法,可將進水COD濃度降低至250mg/L以下,COD去除率提高至75%左右,使出水COD濃度降低到60mg/L以下,此時,出水NH4+-N、PO43

6、--P平均濃度分別為70.95mg/L和5.8mg/L。
  2、推導、建立了不同季節(jié)厭氧池和短程好氧生物濾池的底物降解動力學模型,指導反應器的設計、優(yōu)化與控制。夏季、秋季和冬季厭氧池內(nèi)COD降解過程均遵循一級反應動力學;夏季和秋季短程好氧生物濾池內(nèi)COD降解過程遵循一級反應動力學,冬季短程好氧生物濾池內(nèi)COD降解過程遵循二級反應動力學。氨氮降解主要針對夏季和秋季的短程好氧生物濾池,濾池內(nèi)氨氮降解過程遵循一級反應動力學。對推導、建

7、立的動力學模型進行驗證,絕對誤差和相對誤差均較小,能夠在一定誤差范圍內(nèi)很好的預測出水COD和氨氮濃度。
  3、對不同季節(jié)單獨短程好氧生物濾池的運行效能進行了研究,并與SNPIR工藝的效能進行了對比。單獨短程好氧生物濾池具有較好的氮、磷無機化效能,但是抗沖擊負荷能力較小,在較小的水力負荷下出水COD平均濃度才低于60mg/L。在對短程好氧生物濾池進行設計時,小的設計水力負荷會增大濾池面積,增加基建費用。冬季采取1∶1回流、增溫至1

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