农村生活污水大肠杆菌污染防治方法研究

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1、国内图书分类号：X703密级：公开国际图书分类号：502西南交通大学研究生学位论文农村生活污水大肠杆菌污染防治方法研究年级2015级姓名陈靖申请学位级别硕士专业环境科学与工程指导老师杨红薇副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:X703U.D.C:502SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonPreventionandTreatmentofRuralDomesticWastewaterE.coliPollutionrade:2015Candidate:ChenJingAcademicDeg

2、reeAppliedfor:MasterSpeciality:EnvironmentalscienceandEngineeringSupervisor:A.P．YangHongweiMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要目前国内外水体污染防治以有机污染物、氮磷等常规指标为主，对病原微生物去除研究甚少。我国丘陵农村地区由于经济基础普遍较差，结合了土壤渗滤和人工湿地的生态沟渠在处理农村生活污水中表现出良好的应用前景，但迄今仍缺乏针对病原菌污染的相关研究。水体中的病原微生物已经严重危害到人体健康，其中大肠杆菌是作为该类病原微生物的常见菌。本论文采用大肠

3、杆菌表征农村生活污水中病原微生物，以大肠杆菌的有效去除为研究目标，从填料渗滤、湿地植物以及系统运行参数的优化几方面开展了试验研究。主要研究成果有：1、筛选适宜去除病原菌的渗滤填料。本研究选用了7种渗滤填料，测定不同填料大肠杆菌去除能力，结果表明：不同填料介质对生活污水大肠杆菌去除能力由强到弱依次为：生物炭、无烟煤、水稻土、旱地土、林地土、沸石、石英。试验进一步在旱地土中添加不同比例生物炭（0%、2%、5%、10%、20%、50%），探讨基于大肠杆菌去除容量与去除成本的旱地土+生物炭颗粒复合最佳比例。结果表明：添加生物炭可以增大湿地土壤孔隙度，有效提高单位时间内渗滤

4、污水速率、大肠杆菌的去除率，其中大肠埃希氏菌去除效果更加明显；生物炭添加可以延迟填料到达吸附饱和的时间，有效增加渗滤填料的处理容量，综合考虑大肠杆菌去除效率和生物炭添加成本等因素，确定生物炭最优添加比例为20%。2、筛选适宜的具有病原菌高效去除能力的水生植物。本研究以室内常温盆栽(30cm直径)和植物沟渠（200米）试验相结合研究不同水生植物对大肠杆菌的去除效果。首先选取水生植物莲藕、水葫芦、水芹、野茭白、香菇草、美人蕉、岩菖蒲、狐尾藻通过室内盆栽试验测定其对大肠杆菌的去除能力；随后进行的野外实证试验中污水依次经过野茭白、再力花、香菇草、美人蕉、岩菖蒲、美人蕉、岩

5、菖蒲、野茭白组，测定污水经过各水生植物组段的大肠杆菌去除率。盆栽试验结果表明：大部分水生植物组能有效吸附去除埃希氏大肠杆菌，其中以水芹去除效果最佳；但并非所有水生植物均能有效去除总大肠菌群，香菇草、野茭白第5周期后总大肠菌群去除率远远低于无水生植物组。沟渠试验结果表明：再力花、美人蕉、岩菖蒲总大肠菌群去除效率较高。总体而言，岩菖蒲、狐尾藻、再力花、水葫芦、美人蕉、水芹对大肠杆菌（总大肠菌群和埃希氏大肠杆菌）去除率较高，可选为适宜的水生植物物种用于去除水体大肠杆菌污染。西南交通大学硕士研究生学位论文第II页3、利用响应面法模型设计试验分析大肠杆菌去除的最优运行参数。

6、试验选择填料、进水pH、进水流速作为影响因子。针对大肠杆菌的去除效能，填料选择无烟煤、旱地土、石英砂；进水pH设置为6.0~8.0；进水流速设置为10.0~30.0mL/min，基于响应面法（RSM）探讨了不同工艺条件对大肠杆菌去除的影响，进而优化系统运行参数。结果表明无烟煤大肠杆菌去除率相对石英砂、旱地土更高；当pH偏中性时，大肠杆菌去除率普遍较低；而系统进水流速对大肠杆菌去除率的影响不明显。基于响应面法分析得出试验结论：当pH=6.0、进水流速=10.0mL/min、填料为无烟煤时，对总大肠菌群去除效能最优，其去除率达96.86%；当进水pH=8.0、进水流速

7、=20.0mL/min、填料为无烟煤时，对埃希氏大肠杆菌去除效能最优，其去除率达93.66%。总体看来，通过筛选出合适填料和水生植物，同时控制水体pH、污水经过整个污水处理工艺的水力停留时间能够有效的去除生活污水大肠杆菌。关键词生活污水；填料；大肠杆菌；水生植物；响应面法西南交通大学硕士研究生学位论文第III页AbstractAtpresent,thepreventionandcontrolofwaterpollutionathomeandabroadaremainlybasedonorganicpollutants,nitrogenandphosphorus,a

8、ndthe