BAF-陶瓷膜組合工藝處理微污染水源水試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的日益加快，城鎮(zhèn)供水壓力不斷增加，特別是中小城鎮(zhèn)的發(fā)展，已經(jīng)遠(yuǎn)超地下水的可開采容量，地表水已逐漸成為山東省城鎮(zhèn)供水的主要水源。然而，地表水水源污染程度的加重以及傳統(tǒng)工藝的局限性，給山東省城鎮(zhèn)供水安全帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
　　因此，本課題針對(duì)目前微污染地表水處理中存在的主要技術(shù)和工藝問題，利用實(shí)驗(yàn)室模型試驗(yàn)，分別考察了不同濾料生物過濾單元和低壓陶瓷膜單元對(duì)微污染水源水的處理效果和工藝特性；在此基礎(chǔ)

2、上，探討 BAF-低壓陶瓷膜組合工藝處理微污染地表水的處理效能、工藝特性和微生物種群特征，以期構(gòu)建一種經(jīng)濟(jì)高效、操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊的微污染水源水處理新工藝，為解決村鎮(zhèn)飲水安全提供技術(shù)參考。
　　研究結(jié)果表明，陶粒、火山巖、沸石三種濾料對(duì)氨氮的吸附性能有較大差異，其中沸石最為高效，火山巖次之，陶粒最低。三種濾料對(duì)有機(jī)物的吸附能力差。通過對(duì)三種濾料成本分析得出沸石在價(jià)格上最為低廉，陶粒居中，火山巖價(jià)格略低于陶粒。陶粒、沸石、火山巖比較

3、容易掛膜，適合作為曝氣生物濾池濾料。掛膜啟動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明，陶粒、沸石、火山巖BAF分別經(jīng)過19、16、13天掛膜成功，火山巖BAF掛膜時(shí)間短。
　　在HRT為30min、氣水比2:1，氣溫28℃的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，原水經(jīng)陶粒、沸石、火山巖曝氣生物濾池處理后出水氨氮平均濃度分別為0.33mg/L、0.22mg/L、0.10mg/L，平均去除率分別為82.9％、88.5%、95.7%；處理出水高錳酸鹽指數(shù)平均濃度分別為3.26mg/L、

4、2.83mg/L、2.60mg/L，平均去除率分別為25.3%、34.9%、40.5%；處理出水濁度平均值分別為1.92NTU、1.32NTU、1.05NTU，平均去除率分別為66.9%、77.1%、81.9%；處理出水UV245平均值0.040 cm-1、0.036 cm-1、0.038 cm-1，平均去除率分別為20.6%、27.3%、24.5%。除濁度去除稍遜外，三種濾料曝氣生物濾池均表現(xiàn)出了良好的污染物去除效果。其中，火山巖BA

5、F處理效果最佳，生物膜活性較高。
　　研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)期間的運(yùn)行溫度變化對(duì)三種濾料 BAF的微污染水源水處理效果沒有顯著影響，并且低溫運(yùn)行時(shí)，曝氣生物濾池仍有一定的污染物去除能力；通過調(diào)整水力停留時(shí)間（HRT）及氣水比，考察出水水質(zhì)并結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素，確定最佳水力停留時(shí)間為30min、最佳氣水比為2:1。BAF對(duì)氨氮有一定的抗沖擊能力，因陶粒的吸附效能較差，當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度提升至9mg/L時(shí)，陶粒BAF處理出水未能符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；

6、隨著有機(jī)物進(jìn)水負(fù)荷的提高，BAF出水平均COD去除率保持穩(wěn)定，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗有機(jī)沖擊負(fù)荷的能力，可應(yīng)對(duì)因季節(jié)等因素改變的水質(zhì)問題。
　　常溫時(shí)三種濾料曝氣生物濾池微生物種群豐度明顯高于低溫時(shí)種群豐度，微生物種群數(shù)量在低溫時(shí)有明顯降低。在低溫時(shí)，火山巖濾料多樣性指數(shù)明顯高于其它兩種濾料，說明在低溫時(shí)火山巖濾料更有利于微生物的附著生長(zhǎng)，同時(shí)，沸石和火山巖濾料濾池中，對(duì)污染物質(zhì)起主要去除作用的微生物仍然存在，從而保證了在低溫時(shí)的處理能力

7、。
　　在不同水力停留時(shí)間60min、30min、15min運(yùn)行條件下，不同濾料曝氣生物濾池微生物種群具有較高的相似性，對(duì)于同種濾料不同運(yùn)行條件下的相似程度相對(duì)較低，系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)菌群主要有變形菌門（ Proteobacteria）中的 Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria、以及擬桿菌門（Bacteroidetes）中的鞘脂桿菌綱（Sphingobacte

8、riia）。并且出現(xiàn)了硝化螺旋菌門（Nitrospirae）中的硝化螺旋菌綱（Nitrospirales），硝化螺旋菌門（Nitrospirae）中的硝化螺旋菌屬（Nitrospira），此類菌種為系統(tǒng)的氨氮去除起到了主要的作用。
　　利用不同孔徑（200nm和800nm）陶瓷膜，在0.1MPa的壓力下，對(duì)微污染水源水進(jìn)行過濾，原水濁度平均值為5.60NTU，經(jīng)200nm陶瓷膜過濾出水在0.1NTU以下，去除率可達(dá)98.7%，但是

9、氨氮和硝態(tài)氮去除率不高，分別為15.8%、6.76%；對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的平均去除率為15.2%，UV254為9.8%，電導(dǎo)率去除率為5.4%；800nm陶瓷膜對(duì)以上指標(biāo)平均去除率分別為97.9%、9.72%、5.02%、13.6%、8.78%、4.83%，整體去除效果低于200nm陶瓷膜。陶瓷膜在處理微污染水源水時(shí)受到一定污染，800nm陶瓷膜通量減少12.4%，200nm陶瓷膜通量減少26.7%。
　　采用曝氣生物濾池與陶瓷膜組合

10、工藝處理微污染水水源水，可彌補(bǔ)曝氣生物濾池對(duì)濁度等去除效果不佳的不足，生物濾池也可以有效去除有機(jī)物、氨氮、硝態(tài)氮等，取長(zhǎng)補(bǔ)短，全面提高出水水質(zhì)。200nm、800nm孔徑陶瓷膜與生物濾池的組合工藝的處理效果相近，組合工藝處理出水濁度、氨氮、硝態(tài)氮、高錳酸鹽指數(shù)、UV254和電導(dǎo)率分別為0.08NTU、0.07mg/L、0.01mg/L、2.50mg/L、0.037/cm-1和1252μm/cm，效果良好。800nm組合工藝產(chǎn)水率低于20