收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改良土壤含水层处理系统对溶解性有机物的去除效能

魏亮亮  
【摘要】:将城市污水处理厂(WWTP)二级出水经土壤含水层处理(SAT)后回用对于解决当前我国水资源短缺意义显著。由于溶解性有机物(DOM)是再生水加氯消毒过程中三氯甲烷(THMs)等消毒副产物的前体物质,受到环境学者越来越多的关注。本研究首先采用XAD树脂分级技术将DOM分为疏水性有机酸(HPO-A)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI),并借助加氯消毒实验、红外光谱、三维荧光光谱等多种实验手段分别考察了WWTP各构筑物在冬夏两季运行过程中对生活污水中DOM的去除特点,二级出水DOM在后续SAT处理过程中的去除机制;在此基础上,为了强化传统SAT的去处效果,进而研究了粉煤灰及炉渣改良SAT系统对二级出水中DOM的去除机理;最后本文对粉煤灰及炉渣对DOM的吸附机制及吸附特性进行了系统研究。 HPI为生活污水DOM最主要的组分(夏季占原生活污水总有机物的60.5%,而冬季为57.4%),其次为HPO-A组分(夏季为20.3%,冬季为23.2%),而HPO-N、TPI-A及TPI-N组分的含量相对较低。通过WWTP的运行,生活污水中89.7%的溶解性有机碳(DOC)、52.6%的UV-254及86.4%的THMs前体物质在夏季运行过程中被有效去除,在冬季运行过程中,生活污水中DOC和THMs前体物质在污水处理厂运行过程中的去除率分别下降至88.2%和85.5%。WWTP中初次沉淀池(PST)构筑物对生活污水DOM中疏水性组分中芳香性物质及THMs前体物质去除有效(特别在冬季低温条件下)。A/O构筑物能够有效去除生活污水中含量最高、分子量最小的HPI组分,尤其在夏季运行条件下。与此同时,PST构筑物对酸性组分和疏水性组分中THMs前体物(C=C和C=O相关)的去除上意义显著。 HPI和HPO-A为二级出水DOM中最主要组分(分别占总DOC含量的45.5%和30.0%),其中HPO-A为二级出水DOM中最主要的芳香性物质(占总UV-254的50.0%)和三氯甲烷(THMs)前体物质(占总THMFP的45.4%)。二级出水DOM经SAT系统运行后去除了65.1%,其中HPI能够在SAT系统中优先去除(去除率76.6%),HPO-A和HPO-N的去除率亦相对较高。但SAT系统对二级出水中芳香性物质和THMs前体物质的去除率分别为45.7%和45.2%,相对较低。SAT中的吸附作用对二级出水中HPO-A、HPO-N及TPI-A的去除效果较好,而生物作用对TPI-N和HPI组分优先降解。SAT系统中土壤吸附作用较生物降解作用对DOM的去除贡献率较低,可通过在SAT处理前进行GAC强化吸附来达到对二级出水THMs和芳香性物质的高效去除。 通过在SAT系统中添加粉煤灰(FA)及炉渣可大幅提升SAT系统对二级处理出水中DOM的吸附去除效果,但须降低FA/炉渣的加入对SAT中生物降解作用的不利影响。二级出水DOM中芳香性有机化合物及THMs前体物质在FA及炉渣改良SAT系统中去除率大幅提升。由于FA及炉渣的添加增强系统吸附性的同时降低了土壤中生物活性,故有必要在SAT系统表层(表层25 cm)保留土壤层。总体上,HPI易于被土壤微生物降解,而HPO-A更易于被FA/炉渣吸附去除。炉渣在SAT系统中的添加较FA的添加对二级出水中DOM的去除效率较高。 在15 g/L的粉煤灰投加量、303K和3 h接触时间的情况下,粉煤灰对二级处理出水中DOC、UV-254及THMs前体物质的去除率分别为22.5%、23.7%和25.9%。FA对DOM各组分的吸附均符合准二级吸附动力学模型,其中粉煤灰对DOM中HPI组分的吸附亦符合内扩散模型。从FA对DOM各组分的最大吸附量(Q0)和吸附过程吉布斯自由能的变化(ΔG0)可得出FA对HPI组分的吸附最强,但对DOM中酸性组分的吸附能力较弱。相较于Freundlich吸附方程,FA对DOM酸性组分的吸附更符合Langmuir模型,但对HPI的吸附模拟方面,Freundlich模型要优于Langmuir模型。炉渣较粉煤吸附需要较长的吸附平衡时间(12 h),且其吸附受到炉渣粒径的影响,粒径大于250目的炉渣在15 g/L的投加量、303K和12 h条件下,可去除二级出水中28.6%的DOM。此外,酸性条件有利于炉渣对DOM的高效吸附。炉渣对二级出水DOM各组分的吸附均符合准二级吸附方程和Freundlich吸附等温式,且其对HPO-A组分优先吸附,且吸附能力较强。 粉煤灰/炉渣改良SAT可用于实际SAT系统对二级出水的处理厂,在粉煤灰(炉渣)和土壤混合比为1:1,混合层高度为1 m,覆土厚度为0.25 m的情况下运行并对二级出水进行处理,粉煤灰(炉渣)的吸附饱和时间分别为602天(1541天)。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 纪涛;苏丽娜;西伟力;杨健;;天津市再生水利用现状的调查与研究[J];环境科学与管理;2007年06期
2 张利平;夏军;胡志芳;;中国水资源状况与水资源安全问题分析[J];长江流域资源与环境;2009年02期
3 吴耀国;陈培榕;孙伟民;张树恒;;改性粉煤灰在水处理中的应用[J];材料导报;2008年S2期
4 皮运正,吴天宝,陈维芳;土壤含水层处理去除可吸附有机卤化物的试验研究[J];重庆环境科学;2000年01期
5 张平;严平;郑显芳;;中水回用及其立法构想——以四川中水回用及立法为视角[J];环境科学与技术;2008年08期
6 孙宗健;丁爱中;滕彦国;;人工土壤渗滤的吸附效应[J];环境科学与技术;2009年07期
7 傅金祥;陈正清;赵玉华;朴芬淑;杨玉森;许海良;王秋弘;;微絮凝过滤处理污水厂二级出水用作景观水研究[J];中国给水排水;2006年19期
8 刘转年;马迎霞;;BAF/UF组合工艺处理二级出水的试验研究[J];中国给水排水;2009年19期
9 魏才倢;吴为中;陶淑;李德生;;多级土壤渗滤系统处理滇池入湖河水的研究[J];中国给水排水;2010年09期
10 魏东斌;魏晓霞;;再生水回灌地下的水质安全控制指标体系探讨[J];中国给水排水;2010年16期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张金炳;污水处理人工快速渗滤系统研究[D];中国地质大学(北京);2003年
2 仇付国;城市污水再生利用健康风险评价理论与方法研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 郝桂玉;污水土地处理系统相关机理研究及实践应用[D];华东师范大学;2005年
4 薛爽;土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 吴文勇;再生水灌区地下水防污性能试验及灌溉区划研究[D];中国地质大学(北京);2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘宇航;陆晓中;胡翔;赵明;孙晓民;;污水处理用高发泡E/VAC悬浮填料的研制与应用[J];工程塑料应用;2005年11期
2 蒯圣龙;尹程;;厌氧-复合人工湿地工艺处理农村生活污水研究[J];安徽广播电视大学学报;2012年02期
3 杨代金;张穗;王玉军;温广月;;一株氨氮降解菌的筛选及其降解特性的初步研究[J];山东农业科学;2009年03期
4 詹婧;孙庆业;石先阳;;好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
5 石先阳;凌晨慧;鲍婷;谢继峰;周芬;盛雅琪;;Cu~(2+)与解偶联剂协同作用污泥减量化[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年05期
6 孙力;荧光法与分光光度法测定叶绿素a的对比试验[J];安徽化工;2003年05期
7 汪海波;EDTA滴定法测定水中钙镁总量的测量不确定度评定[J];安徽化工;2005年04期
8 郭小慧,孙静月,赵中一;人工神经网络光度法同时测定水中Fe(II)、Fe(III)[J];安徽化工;2005年06期
9 陈林;涂春贤;张国珍;宋小山;;Fenton试剂氧化处理TNT废水的试验研究[J];安徽化工;2006年03期
10 黄仙花;方谨继;;影响总氰化物测定结果的因素[J];安徽化工;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘康怀;龙飞;梁怡;高明河;;某小城镇污水处理厂的BOT运行模式及效果[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 王琳;孙国鼐;;Multi N/C 2100S总有机碳水质分析仪校准方法的建立[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
3 王惠娥;孙继林;颜事龙;张学才;;用白腐真菌-泥炭净化处理DDNP废水的研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
4 邓春华;李方;李俊;奚旦立;;膜生物反应器的脱氮性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
5 薛莉娉;张显球;杜明霞;;纳滤处理含镍、铜和锌废水的试验研究[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
6 刘志阳;赵英;顾平;;采用MPE延缓MBR工艺中膜污染的研究[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
7 胡锦英;张阳;王浩然;韩璐;易小祺;;纳滤膜在饮用水生产中的应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
8 陈桂娥;李啸寰;许振良;;MBR处理偶氮染料废水的启动特性研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
9 黄龙;韩春元;田娟;刘杰;;不同处理能力人工湿地净化效果的比较[A];四川省环境科学学会二〇一一年学术年会论文集[C];2011年
10 刘茹;索虎勤;李明;席凤霞;何化平;;三门峡城市供水安全现状分析及评价[A];第三届全国河道治理与生态修复技术交流研讨会专刊[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王齐;中水灌溉对城市绿地生态系统的影响及安全性评价[D];甘肃农业大学;2010年
2 程曦;淀山湖氮磷营养物与浮游藻类增长相互关系的研究[D];华东师范大学;2011年
3 刘绍根;城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 胡安辉;高效短程硝化/厌氧氨氧化富集培养物的研究[D];浙江大学;2010年
6 席永清;离心式微流控法快速分析环境污染物的研究[D];东华大学;2011年
7 黄伟英;铁矿石催化过氧化氢—过硫酸钠去除地下水中三氯乙烯的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 耿炤宇;处理焦化废水微氧EGSB反应器启动和运行特性研究[D];太原理工大学;2011年
9 喻燕;中国企业海外耕地投资战略风险研究[D];华中科技大学;2011年
10 张佳磊;三峡库区大宁河富营养化和水华研究[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 游力军;阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂(CATCS)的制备与应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 毕磊;养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响[D];华中农业大学;2010年
3 贝亦江;动物废弃物培养蕹菜、蝇蛆的研究[D];华中农业大学;2010年
4 陈静颖;双能场/生物法降解废水中苯酚的研究[D];安徽工程大学;2010年
5 金洪洙;浊点萃取光度法测定铬及萃取剂回收方法研究[D];长春理工大学;2010年
6 王妍;辽宁省产业用水变化驱动效应分解与时空分异分析[D];辽宁师范大学;2010年
7 马兴华;环境水中二甲胺和二乙胺分析方法的研究[D];郑州大学;2010年
8 孙延格;一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究[D];郑州大学;2010年
9 邢晓森;瓦房店市水资源安全评价研究[D];辽宁师范大学;2010年
10 彭冉;抗铅联合苯酚降解多功能菌的构建[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱琳,佟玉洁;中国生态风险评价应用探讨[J];安全与环境学报;2003年03期
2 薛方亮;高彦林;张雁秋;;改性粉煤灰降解亚甲基蓝溶液的实验研究[J];环境科学与管理;2006年02期
3 张力;徐志金;滕志坤;;松花江流域面源污染特征与防治对策[J];环境科学与管理;2008年07期
4 侯国华;韩烈保;李吉跃;王英宇;;草坪生物过滤与再生水回用技术[J];北京林业大学学报;2006年S1期
5 柳文华;;中水回灌的水质标准比较分析[J];北京水务;2007年04期
6 张素兰;张碧;;四川省水土资源开发利用现状特征、问题及可持续利用对策[J];成都信息工程学院学报;2005年06期
7 陈静,王学军,陶澍,刘瑞民,张枝焕,沈伟然,秦保平,孙韧,张文具;天津污灌区耕作土壤中多环芳烃的纵向分布[J];城市环境与城市生态;2003年06期
8 宣晓梅,金朝晖,孙雁,李海莹,李胜业;粉煤灰吸附高浓度有机实验室废水[J];城市环境与城市生态;2005年03期
9 杨丽萍,田宁宁,褚富春;土壤毛管渗滤污水净化绿地利用研究[J];城市环境与城市生态;1999年03期
10 陈莹,刘昌明;大江大河流域水资源管理问题讨论[J];长江流域资源与环境;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张莲花;基坑降水引起的沉降变形时空规律及降水控制研究[D];成都理工学院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李冶婷;回转式复合流人工湿地系统处理污水的研究[D];西安建筑科技大学;2004年
2 杨斌;土壤对铬吸附特性及影响外源铬吸附因素的研究[D];贵州大学;2006年
3 王丽娜;城市污水再生用于地下水回灌及健康风险评价[D];哈尔滨工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王树涛;王虹;马军;章广德;刘惠玲;;我国北方城市污水处理厂二级处理出水的水质特性[J];环境科学;2009年04期
2 朱洪涛;孙鹏程;文湘华;黄霞;;预臭氧化对二级出水微滤过程中膜有机物污染的影响[J];环境科学学报;2011年08期
3 王树涛;马军;田海;张海洋;;臭氧预氧化/曝气生物滤池污水深度处理特性研究[J];现代化工;2006年11期
4 黄克文;杨志浪;张国军;;混凝法预处理某化工园区污水处理厂二级出水的试验研究[J];电力科技与环保;2010年03期
5 宋来洲,李健,运如艳,吴国菊,侯雅丽;紫外分光法测定污水厂出水中的COD[J];中国给水排水;2002年12期
6 程丽,王铁民,李亚民;微絮凝-纤维过滤法去除二级出水中磷的试验研究[J];环境科学与技术;2005年03期
7 贾建军;陈吕军;;UBAF用于城市污水深度处理的生产性试验[J];给水排水;2006年07期
8 康军利;;二级出水回用于景观水体的研究[J];环境卫生工程;2006年04期
9 朱兆亮;翁皓琳;张从菊;宋华;;气浮/沉淀技术提高二级出水水质对比试验研究[J];山东建筑大学学报;2008年04期
10 杨纪伟;武燕蕾;田婵婵;赵美英;;三维电极法深度处理城市污水处理厂二级出水[J];人民黄河;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金孝诚;王静;;浅谈怎样利用二级出水及中水做节能环保小区[A];土木建筑学术文库(第10卷)[C];2008年
2 何任红;蒋新宇;马爱军;;溶解性有机物对毒死蜱消解及其在土壤-青菜系统中残留的影响[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
3 ;再生水用于洗车用水处理技术研究[A];中国水污染防治技术装备论文集(第八期)[C];2002年
4 林红军;陆晓峰;王文浪;梁国明;;投加PAC对膜生物反应器处理城市二级出水的影响研究[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
5 范俊;唐松林;王津南;李爱民;;阴离子交换树脂对印染工业生化尾水中溶解性有机物的去除[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
6 蹇兴超;;土壤含水层处理技术与人工地下水回灌简介[A];'2001中国水污染治理行业发展论坛论文集[C];2001年
7 张彭义;李来胜;祝万鹏;;光催化-生物活性炭净化城市污水二级出水的研究[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年
8 王岽;郦和生;刘德华;;曝气生物滤池去除二级出水中NH_3-N的试验研究[A];中国精细化工协会第一届水处理化学品行业年会论文集[C];2005年
9 张旭;张秀丽;季建莲;;城市污水源热泵系统的发展前景[A];07’中国西安能源动力科技创新研讨会及展示会论文集[C];2007年
10 李明霞;;城市污水源热泵的可行性分析[A];中国制冷学会2007学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张翰轩;支持提高二级出水和再生水水质[N];首都建设报;2007年
2 实习记者 海艳丽;“变废为宝”换来“绿色发展”[N];呼和浩特日报(汉);2010年
3 本报记者 李晔;开源节流话“中水”[N];中国气象报;2000年
4 建闻;天津“双膜再生水”用于供热示范工程启动[N];中华建筑报;2006年
5 记者  王海英 实习生 袁洋;银川亟待补足污水处理设备[N];宁夏日报;2006年
6 记者 吴国文;天津市“双膜再生水”用于供热示范工程启动[N];中国建设报;2006年
7 冯新生;碧水清清诠释北京绿色奥运[N];中国旅游报;2008年
8 本刊记者 俞亚平 郑秋丽;北京:水乡重现映奥运[N];中国水利报;2008年
9 许跃彬;石家庄谋划“污水供暖”节能项目[N];中国改革报;2009年
10 胡春明;北京:污水处理服务“绿色奥运”[N];中国建设报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏亮亮;改良土壤含水层处理系统对溶解性有机物的去除效能[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 朱洪涛;臭氧—微滤工艺处理二级出水过程中的膜污染及控制机理[D];清华大学;2009年
3 薛爽;土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 朱兆亮;气浮—好气滤池再生水深度处理工艺研究[D];北京工业大学;2010年
5 王树涛;O_3/BAF联合工艺深度处理生活污水二级出水的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 田晴;印染碱减量废水二级出水生物活性炭法深度处理工艺的研究[D];东华大学;2006年
7 翟黎明;基于混凝或生化处理的高盐污水氯化消毒技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 熊集兵;低温条件下组合式人工生态系统对二级出水氮磷的去除研究[D];浙江大学;2007年
9 梁爽;超滤组合工艺除藻效能及影响因素研究[D];北京工业大学;2012年
10 邓欢欢;农村富营养化天然水体的人工湿地净化机理研究[D];同济大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范金凤;Scenedesmus dimorphus的光生物反应器培养及其产油特征研究[D];江南大学;2012年
2 赵美英;三维电极法处理城市污水二级出水的试验研究[D];河北工程大学;2009年
3 张鹏;制药厂二级出水混凝处理工艺研究[D];太原理工大学;2010年
4 谢春媚;二级处理水中DOM在炉渣改性土壤含水层系统中的去除性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 陈曦;臭氧处理印染废水二级出水的试验研究[D];苏州科技学院;2009年
6 姜婷婷;臭氧强化混凝深度处理城市污水处理厂二级出水试验研究[D];青岛理工大学;2010年
7 刘少武;复合变速生物滤池处理城市二级出水再生利用的试验研究[D];重庆大学;2004年
8 周铁海;La~(3+)、Fe~(3+)共掺杂TiO_2/浮石的制备及光催化矿化二级出水的研究[D];暨南大学;2010年
9 何爱华;城市污水处理厂深度处理技术优化及出水水质特性研究[D];青岛理工大学;2010年
10 赵颖;不同填料曝气生物滤池处理二级出水的对比实验[D];大连理工大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026