SBF裝置用于西北干旱地區(qū)農(nóng)宅窖水處理的前期研究

SBF裝置用于西北干旱地區(qū)農(nóng)宅窖水處理的前期研究引言隨著人類社會(huì)的發(fā)展，水資源的壓力越來(lái)越大，水資源的短缺問(wèn)題成為了世界性的重要問(wèn)題之一。特別是在西北干旱地區(qū)，水的短缺問(wèn)題更加明顯。由于干旱區(qū)水資源的特殊性，使得傳統(tǒng)的水資源利用方式無(wú)法滿足發(fā)展需要，因此，在干旱地區(qū)的農(nóng)田灌溉與生活用水問(wèn)題上，要開(kāi)發(fā)新的水資源。其中，農(nóng)宅窖水是干旱地區(qū)的一種特殊水源，它不但易于獲取，自然凈化，而且在質(zhì)量上不輸于地下水。而如何利用農(nóng)宅窖水，解決干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉與生活用水問(wèn)題，則成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)。因此，本論文選擇把研究焦點(diǎn)放在如何利用農(nóng)宅窖水進(jìn)行處理，以解決干旱地區(qū)的農(nóng)村生活用水問(wèn)題。一、農(nóng)宅窖水的特點(diǎn)農(nóng)宅窖水是一種地下水，不同于自來(lái)水和地表水，它具有以下特點(diǎn)：1.窖水豐富，水質(zhì)穩(wěn)定由于干旱地區(qū)降水不足，當(dāng)降雨量較大時(shí)，由于地里面水能力十分空曠，不容易形成積水或流水，這時(shí)水會(huì)被滲透到地層下面，通過(guò)自然地下過(guò)濾，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沉淀和自然凈化，從而形成農(nóng)宅窖水。與自來(lái)水和地表水相比，窖水水質(zhì)更為穩(wěn)定，并且水中含有僵硬度較低的可溶性無(wú)機(jī)物，如鎂、鈣和硫酸鹽，以及適量的微量元素，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。2.窖水適用范圍廣農(nóng)宅窖水主要用于農(nóng)村養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活用水等。農(nóng)村養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的水量較大，農(nóng)宅窖水亦可用于干旱地區(qū)農(nóng)田灌溉。同時(shí)，窖水亦可用于家居炊事、洗衣等日常生活用水，可以解決農(nóng)村人口集中區(qū)的用水問(wèn)題。3.窖水質(zhì)量變化不大與自來(lái)水和地表水相比，農(nóng)宅窖水質(zhì)量變化幅度較小，因此，窖水相對(duì)比較穩(wěn)定。二、SBF工藝的優(yōu)勢(shì)為解決農(nóng)宅窖水的利用問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)適合干旱地區(qū)的窖水處理工藝。而SBF工藝，即連續(xù)流動(dòng)生物反應(yīng)設(shè)備（SubmergedBiofilmReactor），是一種目前較為先進(jìn)、有效的水處理技術(shù)。1.SBF技術(shù)對(duì)水質(zhì)的改善效果好SBF工藝通過(guò)連續(xù)生物反應(yīng)器對(duì)窖水進(jìn)行生物處理，通過(guò)微生物滯留、生物膜生長(zhǎng)以及微生物的氧化還原反應(yīng)等，將污染物轉(zhuǎn)化為生物物質(zhì)和簡(jiǎn)單物質(zhì)，其處理效果與傳統(tǒng)生物處理工藝相比更高效，可去除窖水中細(xì)菌、氨氮、COD、BOD、懸浮物等污染物。2.SBF工藝運(yùn)行成本低SBF工藝與傳統(tǒng)生物處理工藝相比，其運(yùn)行成本低。由于SBF工藝不需要人工撤下生物膜，并且生物膜的代替周期比傳統(tǒng)生物膜要長(zhǎng)，使得設(shè)備的使用成本更低。3.SBF工藝節(jié)約空間在有限的時(shí)空間上，SBF工藝比傳統(tǒng)方法占用更少的空間，可以在小型的、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的設(shè)備上使用。三、SBF工藝適用性研究由于SBF工藝較為先進(jìn)，焦點(diǎn)已經(jīng)從去污轉(zhuǎn)向了實(shí)際可操作性。因此，在該研究中，我們將分別從以下方面研究：1.前處理其中，前處理主要包括混合、沉淀、過(guò)濾、氣浮和化學(xué)沉淀等方式。經(jīng)過(guò)前處理之后，農(nóng)村窖水中的雜質(zhì)濃度將會(huì)得到大量的去除，反而將有利于生物反應(yīng)器的運(yùn)作。特別是，該過(guò)程使用成本低，維護(hù)成本也不高。2.SBF工藝設(shè)計(jì)具體而言，SBF工藝的設(shè)計(jì)需要考慮一下內(nèi)容：（1）承載過(guò)程SBF工藝的核心在于生物膜的附著，而這種附著是需要一個(gè)良好的承載過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該研究中我們主要討論布置方式的設(shè)計(jì)。（2）運(yùn)作參數(shù)SBF工藝的運(yùn)作參數(shù)主要包括反應(yīng)器基質(zhì)的周轉(zhuǎn)時(shí)間、反應(yīng)器的進(jìn)出水介質(zhì)流量和反應(yīng)器中微生物的滯留時(shí)間等。（3）設(shè)備容積SBF工藝設(shè)備的容積需要兼顧到水流量、水位和水流速的多個(gè)方面，強(qiáng)調(diào)其相互之間的關(guān)系。（4）負(fù)荷性能SBF工藝中衡量生物膜反應(yīng)器運(yùn)行質(zhì)量的主要指標(biāo)是負(fù)荷性能。四、結(jié)果與討論基于以上的研究，我們得到了如下問(wèn)題：1.對(duì)于SBF工藝前處理對(duì)水質(zhì)的影響經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)天設(shè)置，通過(guò)在前處理過(guò)程中加入混合、沉淀、過(guò)濾、氣浮和化學(xué)沉淀等方式，均可有效將窖水中的雜質(zhì)濃度濃度大大降低，因此，這些前處理方式是可行，其成本也比較低。2.SBF工藝設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化SBF工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)會(huì)對(duì)反應(yīng)器的處理效果產(chǎn)生一定的影響。在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在相同的容積下，流速相對(duì)較大、微生物滯留時(shí)間較長(zhǎng)、回收率應(yīng)降低，反響器基質(zhì)僅控制在100mg/l，這樣可以較好地提高反應(yīng)器的處理效果。3.SBF工藝用于窖水處理的有效性經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)研究，我們得出了如下結(jié)論：SBF工藝是一種極為有效的窖水處理技術(shù)，通過(guò)SBF工藝對(duì)窖水處理后，農(nóng)宅窖水中的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)都得到了明顯的改善，達(dá)到了可用于農(nóng)業(yè)灌溉和居民生活用水的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論通過(guò)本論文的研究，我們得到了以下結(jié)論：1.農(nóng)宅窖水是一種天然凈化的水源，且質(zhì)量穩(wěn)定，適用范圍廣。2.由于SBF工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，因此該技術(shù)成為了一種高效、安全可靠、低成本的窖水處理技術(shù)。3.在使用SBF工藝