新型生物濾池強(qiáng)化高藻高氨氮原水處理工藝研究.pdf

1、近年來(lái)全球氣候變暖與環(huán)境水體惡化趨勢(shì)仍未得到根本扭轉(zhuǎn)，湖庫(kù)藻類頻繁爆發(fā)，嚴(yán)重影響水體生態(tài)系統(tǒng)和人畜飲用水安全。為此，研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的污染原水強(qiáng)化除藻脫氮工藝技術(shù)，需求迫切。論文針對(duì)我國(guó)東部河網(wǎng)地區(qū)原水高藻高氨氮的水質(zhì)污染特征，研發(fā)了懸浮球填料-沸石-活性炭級(jí)配的新型曝氣生物濾池，開(kāi)展了新型濾池工藝性能與參數(shù)優(yōu)化、長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程消毒副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、不同濾料對(duì)常規(guī)污染物與藻毒素的吸附降解特性和去除機(jī)理等研究，取得的主要研究成果如下：

2、　　1、針對(duì)我國(guó)東部河網(wǎng)地區(qū)原水的高藻高氨氮水質(zhì)污染特征，研發(fā)了沸石-GAC-懸浮球填料級(jí)配的新型生物濾池，啟動(dòng)階段3組反應(yīng)器的NH4+-N平均去除率分別為84.8±10.5％、95.6±2.5％和97.7±2.3％，TOC平均去除率分別為47.9±24.6％、54.4±22.9％和63.4±12.6％，藻細(xì)胞去除效率47.8±29.1％、59.2±25.1％和69.3±29.3％;相比于對(duì)照反應(yīng)器(R1)，布設(shè)懸浮球生物填料的反應(yīng)器(

3、R2、R3)具有較高的TOC，藻細(xì)胞和氨氮去除性能。當(dāng)系統(tǒng)HRT降至4h、氣水比降為4∶1后，R3反應(yīng)器NH4+-N平均去除率在90％以上，表明級(jí)配有懸浮球生物濾料的曝氣生物濾池具有高效的NH4+-N去除能力。進(jìn)一步分析生物濾池處理過(guò)程消毒副產(chǎn)物生成潛能和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)，藻類有機(jī)物(AOM)氯化消毒過(guò)程易形成二氯乙酸、三氯乙酸和三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物，經(jīng)曝氣生物濾池處理后鹵乙酸生成風(fēng)險(xiǎn)明顯降低，但三氯甲烷的生成風(fēng)險(xiǎn)仍然較高。
　　2、研究

4、濾池中不同濾料對(duì)高藻高氨氮原水的污染物吸附和生物降解性能發(fā)現(xiàn)，藻細(xì)胞主要由濾料的吸附作用去除，3種濾料單獨(dú)作用下，藻細(xì)胞的去除率均能達(dá)到72.0％左右。TOC的去除主要通過(guò)沸石濾料的吸附以及GAC和懸浮球生物填料的生物降解作用，其中沸石和GAC對(duì)TOC的去除率分別為41％和60％。在氮素吸附方面，沸石可有效吸附NH4+-N，4h內(nèi)NH4+-N去除率達(dá)30％。GAC可有效進(jìn)行生物硝化作用，GAC對(duì)NH4+-N的去除率為29.9％。沸石濾料

5、對(duì)NH4+-N的吸附過(guò)程和GAC對(duì)NH4+-N硝化過(guò)程均滿足一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù)Ka和硝化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)Kb分別為0.105h-1和0.008h-1。結(jié)果表明，3種濾料通過(guò)合適的濾料層級(jí)配，對(duì)NH4-N和TOC的去除效果優(yōu)于單一濾料處理效果累加，這種濾料組合方式具有明顯的生物濾池強(qiáng)化作用。
　　3、鑒于高藻原水生物處理過(guò)程存在藻毒素生成風(fēng)險(xiǎn)，研究了不同濾料對(duì)藻毒素的吸附和生物降解性能。結(jié)果表明，3種濾料對(duì)藻毒素均有一定