跌水曝氣生物氧化-超濾膜處理富營養(yǎng)化水源水研究.pdf

1、面對(duì)飲用水水源污染日益嚴(yán)重而傳統(tǒng)凈水工藝無法保證供水水質(zhì)安全性的嚴(yán)峻局面，研究開發(fā)新型凈水工藝迫在眉睫。本文采用“跌水曝氣生物接觸氧化-砂濾-超濾膜”新型組合工藝對(duì)微污染原水進(jìn)行處理，系統(tǒng)研究了跌水曝氣生物接觸氧化的技術(shù)特性和工藝優(yōu)化、砂濾的污染物去除規(guī)律和過濾特性、超濾技術(shù)的運(yùn)行特性等內(nèi)容。研究開發(fā)了具有運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)優(yōu)良安全等特點(diǎn)的富營養(yǎng)化水源水新型處理技術(shù)，得到以下主要結(jié)論： 1．采用跌水曝氣生物

2、接觸氧化預(yù)處理微污染原水，結(jié)果表明：水力停留時(shí)間、水溫、原水水質(zhì)、填料類型和水流流態(tài)等因素均對(duì)生物接觸氧化反應(yīng)器的凈水效果產(chǎn)生影響。在原水水質(zhì)為oH 7.3～8.2、濁度14～170NTU、CODM<,Mn>3.33～6.31mg/L、NH<,3>-N 1.86～7.33mg/L，和藻類6.5～11.0×10<'6>個(gè)/L的條件下，在平均水溫為16.9℃，水力停留時(shí)間為1.5h時(shí)，生物接觸氧化池對(duì)濁度、COD<,Mn>、藻類、TOC、U

3、V<,254>等的去除率分別達(dá)到了37.2％、17.2％、62.8％、24.7％、10.7％，對(duì)氨氮的去除負(fù)荷達(dá)到了0.65mg/(L·h)；不同填料對(duì)比試驗(yàn)表明，彈性填料的凈水效率明顯優(yōu)于組合填料；合理的水流流態(tài)有助于提高反應(yīng)器的凈水效果。 2．應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)分析了污染物質(zhì)在跌水曝氣生物接觸氧化池不同水力停留時(shí)間下的去除規(guī)律，計(jì)算出最佳水力停留時(shí)間為1.5h。該模型充分考慮各污染指標(biāo)的影響，避免了對(duì)水質(zhì)指標(biāo)考察的片面性，

4、根據(jù)外界條件和原水水質(zhì)的變化，靈活、快捷計(jì)算出最佳的水力停留時(shí)間，對(duì)指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要意義。 3．以傳質(zhì)模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用雙膜理論推導(dǎo)出穿孔管跌水曝氣充氧效果公式，結(jié)果表明：跌水后溶解氧含量是飽和溶解氧、初始溶解氧、初始流速、穿孔管孔徑、水溫及跌水高度等的的函數(shù)。該公式為水處理領(lǐng)域采用跌水方式充氧的實(shí)際應(yīng)用和工程實(shí)踐提供了重要的技術(shù)支持。 4．生物活性濾池的研究表明：空床接觸時(shí)間(EBCT)對(duì)濾池的運(yùn)行特性有重要影響。E

5、BCT 越長，砂濾活性柱對(duì)濁度、NH<,3>-N的去除率越高、水頭損失越小，但對(duì)COD<,MN>的去除率影響較??；在運(yùn)行條件完全相同的情況下，陶粒濾料活性柱對(duì)COD<,Mn>和NH<,3>-N去除效果優(yōu)于石英砂濾料活性柱，對(duì)濁度的去除劣于石英砂濾料。 5．超濾膜的凈水特性和運(yùn)行特性研究表明：超濾膜對(duì)濁度和藻類具有顯著的去除效果，試驗(yàn)期間超濾膜出水平均濁度僅為0.34NTU；超濾膜通量隨著過濾的進(jìn)行明顯下降，經(jīng)間歇排污和清水反沖洗

6、，比滲透通量有所恢復(fù)，經(jīng)化學(xué)清洗后，膜通量恢復(fù)明顯，但每次化學(xué)清洗后的膜通量都較前一次化學(xué)清洗后通量有所降低。溫度升高有助于膜通量的提高，進(jìn)水濁度提高，膜污染加劇。 6．有機(jī)物分子量分布測(cè)定結(jié)果表明：生物接觸氧化-砂濾-UF膜分離聯(lián)用技術(shù)處理微污染水源水對(duì)不同分子量區(qū)間有機(jī)物的去除具有明顯的互補(bǔ)性。生物接觸氧化單元對(duì)分子量小于0.5KD的有機(jī)物去除率較高，其次是分子量介于1KD～3KD的有機(jī)物；砂濾單元對(duì)分子量大于100KD的有

7、機(jī)物去除率較高；超濾單元對(duì)分子量介于10KD～100KD的有機(jī)物去除率較高，其次是分子量大于100KD的有機(jī)物。 7．試驗(yàn)凈水工藝去除水中污染物的性能研究表明：在生化單元水力停留時(shí)間為1.5h，水溫變化范圍為8～25℃，平均為16.9℃，原水NH<,3>-N濃度低于3.5mg/L，的情況下，試驗(yàn)凈水工藝對(duì)各污染指標(biāo)的去除率隨著溫度的升高而增加，與常規(guī)凈水工藝相比，除污染效率顯著提高，出水水質(zhì)明顯改善，提高了出水的安全性；當(dāng)原水N