地埋式生活污水处理装置的去除效果分析-环境工程专业毕业设计-毕业论文.doc
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1、毕业论文(设计)题目名称: 地埋式生活污水处理装置去除效果研究 题目类型: 毕业论文 学生姓名: 院 (系): 化学与环境工程学院 专业班级: 环工 指导教师: 辅导教师: 时 间: 2011年1月至 2011年6月 目录1前言12选题背景12.1研究目的意义12.2国内外研究现状22.3 研究思路及主要研究内容43 材料与方法53.1 处理工艺53.2 投加微生物63.3 采样方法63.4 测定方法64 结果与分析84.1 不同农户的生活污水水质分析84.2污水中COD去除效果的分析94.3 污水中BOD5去除效果的分析114.4 污水中T-N和氨氮去除效果的分析124.5 污水中T-P去除
2、效果的分析144.6 污水中浊度去除效果的分析154.7 污水可生化性能和水中微生物营养状况分析165结论18参考文献18 中文摘要地埋式生活污水处理装置去除效果研究【摘要】 为了开展分散居住的村民生活污水的处理,采用日本净化槽处理工艺,自制了地埋式生活污水处理装置,埋设在荆州市郊某农户庭院里,定期采集该装置各分室的生活污水,对其净化效果进行了研究。结果表明:COD、BOD、T-N、NH4+-N、T-P、浊度、电导率的平均去除率分别为45.4%, 87.8%, 61.1%, 94.5%, 25.2%,78.9%和11.8%。就各个分室中的不同水质指标去除率来看,厌氧室中BOD5、曝气室中浊度、
3、出水口室中氨氮的去除率最大,分别为53.3%、70.4%和83.2%。虽然进水水质有一定的波动,但随着污染负荷的增加,COD、BOD5、T-N、浊度的去除率也随之增加,而氨氮的去除率始终保持在95%左右,出水水质较好,说明此系统有一定的抗冲击负荷能力和良好的好氧效果,初步达到了设计的预期目标。【关键词】生活污水;净化槽;农村;水质指标;Analysis of Removal Efficiency of Buried Domestic Sewage Treatment EquipmentAbstract: In order to carry out the scattered rural sew
4、age treatment, we used the Japanese purification process to make buried sewage treatment plants ourselves, buried in a farmers garden in the outskirts of Jingzhou, regularly collected the sewage from each room of the device to study its purification effect. The results showed that: the average remov
5、al rate of COD, BOD5, T-N, NH4 +-N, T-P, turbidity, conductivity were 45.4%, 87.8%, 61.1%, 94.5%, 25.2%, 78.9% and 11.8 %. Just from the different water quality index of different room to see the removal rate, anaerobic chamber BOD5, aeration chamber turbidity, outlet rooms ammonia nitrogens removal
6、 were the most, 53.3%, 70.4% and 83.2% respectively. Although the incoming water had certain wave, but with the pollution load increased, COD, BOD5, T-N, turbiditys removal also increased, and the removal rate of ammonia nitrogen was about 95%, the quality of out water was good, indicating that this
7、 system had a certain impact resistance loading capacity and good aeration effect, was preliminary to reach the design of expectations.Keywords: Domestic sewage; Purification tank; Rural; Water quality index; -前言 1前言污述在中国,很多河流和湖泊面临的问题是:虽然工业污染已被环保部门“严控”,但居民生活污水的随意排放,却成为一些河流总氮、总磷超标、湖泊富营养化的重要原因 1 。特别是农
8、村地区,地处偏僻而分散、经济条件差,生活污水处理十分不易,90%的生活污水没有经过任何处理就直接排放 2 。因此,积极有效的解决农村生活污水净化问题已经具有很重要的现实意义。就目前来说,农村生活污水的处理主要有:人工湿地法、高效藻类塘法、倾斜土槽法和净化槽法等,前三种方法均需要占用一定的土地面积,尤其是前两种方法,不太适合土地较缺乏的村寨;在夏季人工湿地和藻类塘还会产生恶臭、易滋生蚊虫,易受到污水停留时间及气温、光照等气象因素对水生植物、藻类生长的影响甚至死亡;随着处理时间的延长,人工湿地系统和倾斜土槽法对污染物的去除能力还会降低,故还需要定期更新填料床和下渗土壤;上述三种处理方法仅能处理生活
9、杂排污水,不能处理卫生间污水 3, 4 。生活污水处理净化槽法是日本处理散居式农村生活杂排污水和水冲厕所污水的一种方法,是典型的厌氧好氧曝气方式的生物氧化法 5 。其特点是:1)以生物膜法为主要特征,采用复合式滤料,融合了生化法的好氧、兼氧、厌氧法优点;集沉淀、厌氧、缺氧和氧生物处理及消毒等功能于一体。2)以高效生物处理技术为核心,采用有效复合微生物菌种进行接种和驯化,处理效果稳定,出水水质优良,能够达到国家中水回用标准。3)污泥量很少,原则上不需排泥,避免了一般污水处理系统常见的污泥处理与处置问题,一般每半年或者一年左右清洗净化槽时才排泥。4)装置埋于地下,污水处理温度相对稳定,处理效果不易
10、受气温变化影响。5)分散式处理水在农村广阔区域散点式达标排放,利于水体的自净作用,能有效地保持沟、渠的水体流量,便于农田灌溉。6)设有曝气减噪装置,噪声小,运行成本低,操作简单 6 。由此可以看出,净化槽法十分适合于中国分散居住的农村生活污水的处理。2选题背景2.1研究目的意义据建设部2005年10月村庄人居环境现状与问题调查报告,对我国具有代表性的9个省43个县74个村庄的入村入户调查显示,96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统,生产生活污水随意排放 7 。目前全国农村每年有超过2500万吨的生活污水直接排放,造成河流、水塘污染,影响了村民居住环境,严重威胁了农民的身体健康。农村水环境已经成
11、为事关我国社会经济可持续发展的重大问题。这不仅关系着农村的生活环境、健康安全,而且农村水环境也是城市水环境、水质量、水安全的母体,并承担着保障食品安全的重大责任。所有这些方面,都对农村环境质量和农村水污染治理提出了较高的要求 8, 9 。农村居民居住相对分散,资金力量薄弱,基础设施落后。因此,开发应用费用低廉,节省土地资源与能源,高效的特别是具有广谱性除污能力和总体环境效益的多层次的分散式处理技术,已迫在眉睫。近年来,日本研究者开发了一种称为“净化槽”的处理设施。根据多年的实践表明该设施具有较强的实用性,特别适合农村生活污水的处理10。净化槽处理器集多种处理技术为一体,设置费用低,在人口密度比
12、较低的地区, 净化槽处理器的费用远远低于铺设公共下水道的费用,减轻了地方政府的财政负担。同时还具有安装方便,用时少,安装工期短,投资见效快,不受地形与环境影响等特点。可与自然净化相结合,确保水体生态平衡11。通过对我国农村污水现状及净化槽处理装置的分析可知,应用净化槽技术处理农村生活污水是当今适合我国国情的一条分散处理农村居民生活污水,提高生活污水处理率的有效途径,具有不可比拟的优越性,应加强这方面的研究及快速推广应用。2.2国内外研究现状2.2.1 日本净化槽现状日本的净化槽技术主要在排水管网不能覆盖、污水无法纳入集中设施进行统一处理的偏远地区使用。该技术在治理日本的分散型生活污水方面发挥了
13、重要的作用 12 。净化槽在日本被分为三种类型:单独处理净化槽、合并处理净化槽和高度处理净化槽。由于单独处理净化只用于处理粪便污水,从2001年4月起,单独处理净化槽已被日本政府明令禁止安装。合并处理净化槽对粪便污水、厨房和浴室污水都可进行处理;高度处理净化槽不仅能有效削减BOD,还能除磷脱氮13。1998年开始,为了减少净化槽排出负荷,从政策上综合鼓励减少BOD的排放,日本加大了对高性能净化槽使用的补助。现在多采用高度处理型净化槽,其性能指标为总氮10mg/L 以下;总磷0.5mg/L以下;BOD除去率97%以上;排出水BOD 5mg/L以下。其出水性能完全达到了中水回用的国家标准:BOD在
14、10 mgL以下,COD 在15 mgL 以下,TN 在10 mgL以下(因处理工艺而定),TP在1 mgL以下 8 。第 21 页 (共 19 页)选题背景近年来净化槽的安装迅猛发展,每年以2030万台套的数量增加 6 。据日本农林水产省2009年调查5100万人口的不同都市(辖村镇人口)规模的污水处理方式及其覆盖人口的普及率,除了都市人口集中使用下水道进入城镇污水处理厂集中处理外,越是人口较少的集镇,农村分散居住的村庄,净化槽的使用率越大。比较1030万人口的都市和5万人口以下的集镇,其净化槽处理人口普及率由9.6%增加到16.9%,而农村集落排水设施仅由2.8%提高到8.2%,表明净化槽
15、在处理农村生活污水方面,发挥着巨大的作用。在日本41个都道府县210个市町村中得到使用 14 。经过多年的发展,在日本已经形成了一套比较完善的法律法规体系、技术标准体系和服务体系。如净化槽法、下水道法、建筑基准法等,对净化槽的设置、构造、计算、维护管理等从法律角度作了非常细致的规定。净化槽法规定了净化槽的制造、安装、维护检修及清扫等方面的要求。作为强制性责任,净化槽系统的使用者负责定期维护、清理系统。净化槽法规定了净化槽的最大清扫周期,明确了定期检查、维护维修等净化槽使用者的义务。由于并不是所有使用者都具有相关的专业知识,所以维护和清理的业务主要委托给净化槽维护和清理的专业人员。另一个强制性责
16、任是使用者要接受每年的水质检测。净化槽法第11条规定,净化槽的使用者每年都应接受一次由指定部门进行的净化槽出水水质的检查,以确认净化槽的定期检查、清扫等日常维护工作是否得到保证。同时,净化槽法还明确规定了对违反该法各项条款时的量刑、经济处罚额度等内容 10 。在技术标准体系方面,日本早在1969年实施的建筑基准法中就规定了净化槽的构造标准,之后又进行了多次修改、补充。由国土交通大臣颁布的净化槽构造标准(也称构造方法)中规定了净化槽的工艺选择、处理效率、设备要求、结构设计、滤料、曝气量等。在净化槽法实施后,环境省也颁布了一系列相关的规则,如净化槽维护检查技术标准、清扫技术标准、使用准则、净化槽施
17、工技术标准、净化槽出水技术标准等15。另外,日本净化槽的清理、维护和水质检测人员都必须取得相应的资质。至2003年1月底,约有5.6万名净化槽操作人员通过国家考试或完成环境部长批准的讲座课程,并获得资质。为了提高清理人员的专业技术,政府还提供了不同课程,如“净化槽清理技术员资质培训课程”和“净化槽清理员培训课程”。到2003年1月底,约有1.3万名净化槽技术员和9600名清理员通过了培训课程。2001年3月底,有69家公共服务公司被指定为专业检测机构,在这些机构中有资质的检测员为1454人。可见,日本净化槽技术的服务体系已较为完善 16 。2.2.2 我国净化槽研究现状随着我国经济和城市化的快
18、速发展,工业污染源达标排放后,生活污水处理系统的建设已为各级政府所重视。集中式污水处理场具有建设和运营成本低、自动控制和管理简便等特点,国家提供了大量低息或无息国债资金予以支持。近年来,随着湖泊河流富营养化问题越来越严重,分散污染源的治理已迫在眉睫。1994年,同济大学和清华大学开始对日本的净化槽技术进行研究 17 。国内曾有鹏瑶环保设备厂与日本公司合作生产净化槽,但现已停产,我国净化槽发展的现状 16 是:(1)无国家和行业标准。厂商自行生产,差质材料造成处理设备跑冒滴漏、噪音、臭气问题严重。(2)缺乏规模经济效益。因生产成本高,使得制造商在采用低成本、不成熟的生物处理技术,处理水无法达标排
19、放。(3)未建立维护管理系统。售后服务差,限制了规模生产和销售。(4)无国家级的技术评价系统 18 。我国在大规模工业点源水污染治理达标排放后,仍面临着“水质”型缺水,特别是西部大开发对当地的水土保持工作要求日益严格 19 。净化槽技术是针对分散型生活污水的处理,在日本经过50多年的发展,已经相当成熟,适时地引进该技术,将填补国内在分散源处理技术方面的空白,有效利用和保护当地的水资源。当务之急是加强与日本环境界的合作,根据中国农村生活污水排放特点、水质水污染负荷的特征,开发适合我国国情的净化槽技术和设备。其技术引进的方式可以多种多样,如日本专家指导、国内技术人员的培训、制定构造、维护的技术指南
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