基于物化強化的季節(jié)性重污染淮河水源水生物處理技術研究.pdf

1、提高飲用水水質(zhì)，保證供水安全是飲用水處理的核心問題。由于城市水源水污染日趨嚴重，加之河流、湖泊等水源水受季節(jié)性影響較大，以及城市排污污染團的影響，水源水污染已經(jīng)具有明顯的非穩(wěn)定、高風險和季節(jié)性等重污染特征，特別是冬季水溫偏低，經(jīng)常出現(xiàn)氨氮濃度超標和有機污染較重等情況，水廠常規(guī)工藝難以去除，嚴重影響供水水質(zhì)安全。因此，在常規(guī)給水處理工藝的基礎上，探索新型水源水處理技術，保證良好的飲用水水質(zhì)，適應我國國情居民對飲用水水質(zhì)安全意識日益增長的需

2、要，是水源水處，理技術的重要發(fā)展方向。
　　 本文以具有明顯的非穩(wěn)定、高風險和季節(jié)性重污染特征的淮河水源水為研究對象，提出利用吸附型濾料生物反應器，構建化學吸附-生物氧化多相多介質(zhì)體系高效反應微界面，最大程度地發(fā)揮吸附作用的快速反應特性、生物作用的環(huán)境友好特性、吸附對生物作用的底物富集效應和生物氧化對吸附作用的解吸再生作用，以高效徹底去除重污染水體中污染物的工藝思路。通過吸附型生物濾料的篩選試驗選擇活性炭、沸石兩種強吸附型材料，

3、通過對天然沸石的優(yōu)化得到吸附能力更強的活化沸石，并以它們作為濾料，分別進行了生物活性炭循環(huán)床試驗，超聲強化曝氣生物濾池試驗和活化沸石/活性炭復合床試驗，研究各吸附.生物反應器對淮河水源水中氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和UV254等污染物的去除效能及作用規(guī)律，探討影響各吸附.生物反應器污染物去除效能的關鍵因子，探尋處理工藝的優(yōu)化運行條件及關鍵控制參數(shù)，為水廠的升級改造提供技術依據(jù)。
　　 活性炭、天然沸石和無煙煤濾料對淮河水源水污染物的吸附

4、試驗結果表明，活性炭對有機物吸附效果最佳，而天然沸石對氨氮吸附效能最大;對高錳酸鹽指數(shù)、UV254和氨氮的去除率，活性炭分別為39.44％、53.46％和8.18％，天然沸石分別為11.28％、5.34％和56.18％，無煙煤分別為19.68％、10.21％和11.60％。探討了沸石對氨氮的吸附動力學特性，其吸附動力學行為符合Freundlich吸附等溫式，為Qe=0.916℃e0.0385。改性活化沸石對淮河水源水中污染物的去除效能優(yōu)

5、于天然沸石，活化沸石吸附平衡時間小于天然沸石，其吸附氨氮速度更快。
　　 生物活性炭循環(huán)床工藝對有機物和氨氮具有較好的去除效果，但對濁度沒有去除效果。生物活性炭循環(huán)床技術載體濾料流化性能好，具有較好的濾料三相傳質(zhì)效果，氧的轉移效率，污染物去除效率較高。生物活性炭循環(huán)床工藝處理淮河水源水的小試試驗結果表明，反應器對高錳酸鹽指數(shù)、UV254和氨氮的平均去除率分別為28.84％、27.86％和65.01％;中試試驗結果表明，反應器對高

6、錳酸鹽指數(shù)、UV254、UV410和氨氮的平均去除率分別為25.88％、27.78％、80.78％和62.88％。在本試驗條件下，生物活性炭循環(huán)床工藝的最佳水力停留時間和氣水比分別選擇為45min和1∶1。
　　 超聲強化曝氣生物濾池技術能夠有效去除水中的濁度、有機物、氨氮和亞硝態(tài)氮等污染物。三種濾料曝氣生物濾池對濁度、高錳酸鹽指數(shù)、UV254、氨氮的平均去除率分別為:沸石曝氣生物濾池71.36％、24.51％、9.27％和95

7、.37％，無煙煤曝氣生物濾池69.80％、33.38％、25.86％和81.02％，活性炭曝氣生物濾池70.46％、49.87％、42.71％和90.89％。水力停留時間和氣水比對沸石曝氣生物濾池去除有機物的影響較大，對無煙煤曝氣生物濾池去除氨氮的影響較大，在本試驗條件下，水力停留時間取30min、氣水比取1∶1為宜;沸石曝氣生物濾池在低溫條件下表現(xiàn)出較好的氨氮去除效能;曝氣生物濾池技術具有很強的抗氨氮負荷能力，其中沸石曝氣生物濾池抗氨

8、氮負荷能力最強。超聲作用對高錳酸鹽指數(shù)和UV254去除有一定的效果，但對氨氮幾乎沒有去除效果。超聲強化曝氣生物濾池組合工藝能有效提高污染物的處理效果，對有機物的去除效果明顯優(yōu)于單獨曝氣生物濾池工藝的效果，但氨氮的去除效果卻沒有顯著提高。
　　 活化沸石/活性炭復合床中試工藝可以對重污染季節(jié)性淮河水源水中的濁度、高錳酸鹽指數(shù)、UV254、氨氮和UV410同時保持較好的去除效果。進水負荷為8m3/m2·h，活化沸石/活性炭復合床對濁