基于物化強(qiáng)化的季節(jié)性重污染淮河水源水生物處理技術(shù)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(yán)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(tuán)的影響，水源水污染已經(jīng)具有明顯的非穩(wěn)定、高風(fēng)險(xiǎn)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(biāo)和有機(jī)污染較重等情況，水廠常規(guī)工藝難以去除，嚴(yán)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(chǔ)上，探索新型水源水處理技術(shù)，保證良好的飲用水水質(zhì)，適應(yīng)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(shù)的重要發(fā)展方向。
　　 本文以具有明顯的非穩(wěn)定、高風(fēng)險(xiǎn)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(yīng)器，構(gòu)建化學(xué)吸附-生物氧化多相多介質(zhì)體系高效反應(yīng)微界面，最大程度地發(fā)揮吸附作用的快速反應(yīng)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(yīng)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(yàn)選擇活性炭、沸石兩種強(qiáng)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(qiáng)的活化沸石，并以它們作為濾料，分別進(jìn)行了生物活性炭循環(huán)床試驗(yàn)，超聲強(qiáng)化曝氣生物濾池試驗(yàn)和活化沸石/活性炭復(fù)合床試驗(yàn)，研究各吸附.生物反應(yīng)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(yīng)器污染物去除效能的關(guān)鍵因子，探尋處理工藝的優(yōu)化運(yùn)行條件及關(guān)鍵控制參數(shù)，為水廠的升級改造提供技術(shù)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(yàn)結(jié)果表明，活性炭對有機(jī)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(dòng)力學(xué)特性，其吸附動(dòng)力學(xué)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(shí)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(jī)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(shù)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(zhuǎn)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(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)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(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)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(yàn)條件下，生物活性炭循環(huán)床工藝的最佳水力停留時(shí)間和氣水比分別選擇為45min和1∶1。
　　 超聲強(qiáng)化曝氣生物濾池技術(shù)能夠有效去除水中的濁度、有機(jī)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(shí)間和氣水比對沸石曝氣生物濾池去除有機(jī)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(yàn)條件下，水力停留時(shí)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(shù)具有很強(qiáng)的抗氨氮負(fù)荷能力，其中沸石曝氣生物濾池抗氨

8、氮負(fù)荷能力最強(qiáng)。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(qiáng)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(jī)物的去除效果明顯優(yōu)于單獨(dú)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(fù)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(shí)保持較好的去除效果。進(jìn)水負(fù)荷為8m3/m2·h，活化沸石/活性炭復(fù)合床對濁