臭氧生物活性炭聯(lián)用超濾處理微污染窖水實驗研究.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)飲用水量不足的問題，但水質(zhì)問題仍未解決。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象，研究開發(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”問題。首先探究PP棉濾芯過濾器的過濾效果，通過實驗來確定過濾器是否滿足集成裝置對前處理單元的要求。其次對不同材質(zhì)的活性炭進行掛膜實驗，檢測掛膜期間不同活性炭對污染物的去除能力，根據(jù)掛膜成功后對污染物的去除效率，選擇最適合于集成裝置的活性炭；通過實驗表明僅靠生物活性炭對窖水的處理，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，通過實驗來確定臭氧本身去除污染物的能力及對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)場取樣的三種不同水窖的窖水用集成凈水裝置處理，檢測各單元的去除效果和最終出水水質(zhì)，并進行了經(jīng)濟性分析。
　　在過濾器對濁度的去除實驗中，分別用5μm和1μm孔徑的濾芯在不同濾速下過濾窖水，并且改變進水濁度，檢測出水濁度。實驗結(jié)果面表明：兩種孔

4、徑的濾芯對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，過濾器出水濁度為0.65NTU，去除率為93.5％；當(dāng)濾速逐漸增大到為20.22m/h時，去除率隨之下降到89.2%，出水濁度為1.08NTU；過濾器的過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，過濾后小粒徑污染物的比例會升高。過濾器有效降低了進入生物活性炭濾柱窖水的濁度。
　　在活性炭掛膜實驗中，對煤質(zhì)、果殼

5、、椰殼材質(zhì)的活性炭進行自然掛膜。實驗結(jié)果表明：掛膜過程約為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，生物膜以團狀、絮狀存在且輪廓較為平滑，透明度不一致。這些貧營養(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，對污

6、染物有較強的去除作用。
　　在預(yù)臭氧對超濾膜污染控制實驗中，改變臭氧投加量，分析其對活性炭單元的出水的影響及超濾膜通量的變化。實驗結(jié)果表明：預(yù)臭氧對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3mg/L時，對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。
　　在集成裝置對實際窖水運行處理的實驗中，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水作為原水，通過集成裝置進行處理。實驗結(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，進行了經(jīng)濟性分析。裝置所需材料費為630元。裝置每日產(chǎn)水量為70L，生物活性炭凈水裝置運行費用為0.146元/m3；臭氧發(fā)生器運行