臭氧生物活性炭聯(lián)用超濾處理微污染窖水實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、雨水是干旱半干旱地區(qū)農(nóng)村唯一有潛力的水資源，甚至是西北某些山區(qū)的唯一飲用水源。以“人飲解困”為目的的雨水利用工程，有效地解決了該地區(qū)飲用水量不足的問(wèn)題，但水質(zhì)問(wèn)題仍未解決。因環(huán)境的不同和集雨面多樣性，增加了集雨窖水水質(zhì)變化的不確定性和復(fù)雜性，提高了窖水凈化難度。該地區(qū)的許多小城鎮(zhèn)，水處理技術(shù)及管理水平較為落后，因此開(kāi)展適用于該地區(qū)的集雨窖水深度處理技術(shù)的研究極其必要。
　　本論文以微污染集雨窖水為研究對(duì)象，研究開(kāi)發(fā)了臭氧生物活性炭

2、聯(lián)用超濾集成處理技術(shù)及小型凈水裝置，凈化窖水水質(zhì)，解決“人飲安全”問(wèn)題。首先探究PP棉濾芯過(guò)濾器的過(guò)濾效果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定過(guò)濾器是否滿足集成裝置對(duì)前處理單元的要求。其次對(duì)不同材質(zhì)的活性炭進(jìn)行掛膜實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)掛膜期間不同活性炭對(duì)污染物的去除能力，根據(jù)掛膜成功后對(duì)污染物的去除效率，選擇最適合于集成裝置的活性炭；通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明僅靠生物活性炭對(duì)窖水的處理，出水 CODMn、濁度不符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006），而且窖水細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)嚴(yán)重

3、，為了強(qiáng)化處理效果，穩(wěn)定出水水質(zhì)，有必要將生物活性炭與臭氧及超濾聯(lián)合使用。為有效減緩超濾膜的污染，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定臭氧本身去除污染物的能力及對(duì)超濾去除作用的影響，并考察超濾膜通量的變化。最后將現(xiàn)場(chǎng)取樣的三種不同水窖的窖水用集成凈水裝置處理，檢測(cè)各單元的去除效果和最終出水水質(zhì)，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。
　　在過(guò)濾器對(duì)濁度的去除實(shí)驗(yàn)中，分別用5μm和1μm孔徑的濾芯在不同濾速下過(guò)濾窖水，并且改變進(jìn)水濁度，檢測(cè)出水濁度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果面表明：兩種孔

4、徑的濾芯對(duì)濁度均有較好的去除效果，因此本裝置選用孔徑為5μm的濾芯。當(dāng)濾速為2.3m/h時(shí)，過(guò)濾器出水濁度為0.65NTU，去除率為93.5％；當(dāng)濾速逐漸增大到為20.22m/h時(shí)，去除率隨之下降到89.2%，出水濁度為1.08NTU；過(guò)濾器的過(guò)濾效果隨著窖水濁度的升高而降低，窖水濁度越高，大粒徑污染物所占比例越大，過(guò)濾后小粒徑污染物的比例會(huì)升高。過(guò)濾器有效降低了進(jìn)入生物活性炭濾柱窖水的濁度。
　　在活性炭掛膜實(shí)驗(yàn)中，對(duì)煤質(zhì)、果殼

5、、椰殼材質(zhì)的活性炭進(jìn)行自然掛膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：掛膜過(guò)程約為35天，煤質(zhì)活性炭的去除性能較好，生物膜成熟期BAC對(duì)窖水CODMn、氨氮、UV254、濁度的平均去除率分別為81.02%、77.21%、65.18%、78.02%；對(duì)比活性炭掛膜前后的掃描電鏡（SEM）照片可看出，生物膜成熟后活性炭表面被一層膜狀物覆蓋，生物膜以團(tuán)狀、絮狀存在且輪廓較為平滑，透明度不一致。這些貧營(yíng)養(yǎng)微生物膜，具有較大的比表面積，厚度較薄且具有較高的生物活性，對(duì)污

6、染物有較強(qiáng)的去除作用。
　　在預(yù)臭氧對(duì)超濾膜污染控制實(shí)驗(yàn)中，改變臭氧投加量，分析其對(duì)活性炭單元的出水的影響及超濾膜通量的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：預(yù)臭氧對(duì)超濾膜污染有減緩作用，投加量越多效果越好，當(dāng)臭氧的投加量超過(guò)3mg/L時(shí)，對(duì)膜通量的減緩作用已經(jīng)不明顯，裝置采用的臭氧投加量為3mg/L。
　　在集成裝置對(duì)實(shí)際窖水運(yùn)行處理的實(shí)驗(yàn)中，用集雨面分別是彩鋼板、泥土面、水泥面的三種典型水泥窖的儲(chǔ)水作為原水，通過(guò)集成裝置進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

7、表明：三種窖水細(xì)菌總數(shù)均超標(biāo)，集雨面為泥土面的水窖儲(chǔ)水與其他兩種水窖的相比較差，氨氮含量為0.24mg/L、CODMn含量為1mg/L。UV254為0.091cm-1、濁度為6.12NTU。集成裝置對(duì)微污染窖水中常規(guī)污染物有較好的去除效果，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
　　小型集成式凈水裝置是否具有在農(nóng)村推廣的潛力，進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。裝置所需材料費(fèi)為630元。裝置每日產(chǎn)水量為70L，生物活性炭?jī)羲b置運(yùn)行費(fèi)用為0.146元/m3；臭氧發(fā)生器運(yùn)行