碳纤维复合浮床对微污染水体的净化效果研究
随着工农业的快速发展，大量的污水被排放到地表径流，湖泊河流的水质开始逐步恶化，严重制约着人类社会的发展。由于地表水占地面积大，分布不集中等特点，无法利用大部分常见的污水处理工艺来净化水体，因此，开发研究针对地表水的原位生态修复工艺成为一项重要课题。
本实验首先对几种浮床植物及人工介质进行了对比筛选，利用优选的植物、人工介质辅以陶粒和EM菌剂构造复合生态浮床系统，在不同的运行条件下考察浮床系统对微污染水的净化效果和规律，并就浮床系统不同组合方式和每一部分的去污能力及脱氮机理进行研究。再通过中试实验进一步考察浮床系统的应用效果。
通过对千屈菜(Lythrum salicaria Linn)、小香蒲(Typha minima Funk)以及黄菖蒲(Iris pseudacorus)三种较适合北方种植的耐寒浮床植物和活性炭纤维及生态碳纤维两种碳纤维人工介质的对比筛选实验得到，比较适合微污染水体净化的植物和人工介质是千屈菜和生态碳纤维。
对水力负荷和浓度负荷的研究结果表明，在气水比为2∶1条件下，当水力负荷大于0.33 m3/m2·d时，浮床系统对污染物的综合去除效果发生比较明显的下降，水力负荷小于0.33 m3/m2·d时浮床系统有较好的处理效果。在水力停留时间(HRT)为1d，气水比为4∶1，进水COD、NH4+-N、TP以及TN浓度负荷分别为35.66g/m2·d、6.86 g/m2·d、0.54 g/m2·d以及8.25 g/m2·d时浮床系统有较好处理效果，对应的去除率分别为88.55％、97.76％、50.62％以及40.96％。
不同气水比实验表明系统运行的最佳气水比为4∶1，在气水比为4∶1时，系统对COD、NH4+-N、TP以及TN有最好的去除效果，去除率分别为88.55％、92.55％、68.71％以及38.10％。同时系统在气水比为4∶1条件下的连续曝气对COD、NH4+-N、TP以及TN的去除效果要好于间歇曝气。另外，系统在夏季对COD、NH4+-N、TP以及TN的去除率比冬季分别高9.76％、33.35％、23.01％以及11.06％。
对不同浮床组合方式和不同部分去污能力的研究表明，拆分式的浮床对COD、NH4+-N、TP和TN的去除率比一体式的浮床分别高12.95％、36.51％、8.88％和10.71％;浮床系统中植物和陶粒部分对COD、NH4+-N以及TP的去除率比生物接触氧化部分高11.7％、23.15％和5.36％。人工介质部分对TN的去除率要比陶粒和植物部分高7.63％。两个部分的反硝化过程受阻，NO3-N在水体中累积。
对复合浮床的中试实验发现浮床在稳定运行期间对NH4+-N的去除率保持在80％以上，出水NH4+-N基本在5mg/L以下，能满足城镇污水处理厂一级A排放标准中对NH4+-N要求，此外，水体中藻类的数量明显下降，系统起到了抑藻的作用。
浮床植物;碳纤维;复合浮床;微污染水;水体净化
北京化工大学
硕士
环境科学与工程
海热提
2013
中文
X524;X173
106
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）