粉末活性炭與MBR聯(lián)合去除水源中微污染有機物.pdf

1、飲用水的傳統(tǒng)處理技術(shù)（混凝-沉淀-過濾-消毒）由于存在流程復雜、占地面積大以及不能有效去除微污染水源水中微量難降解有機物等諸多問題，難以滿足新的飲用水水質(zhì)標準要求。膜生物反應器（MBR）是一種高效的凈水處理技術(shù)，向MBR投加粉末活性炭（PAC）可強化處理微污染水源水，尤其是提高對水中難降解有機物的去除能力。但由于水源水質(zhì)不同，MBR在實際應用中表現(xiàn)出較大的性能差異，因而有必要對MBR系統(tǒng)去除各類污染物的性能和原理進行深入研究，以更好的指

2、導實際應用。
　　研究了MBR凈化微污染水源水的特性。結(jié)果表明，MBR污泥和附著污染層的UF膜對氨氮、NOM和部分微量難降解有機物去除貢獻較大，而曝氣吹脫主要去除揮發(fā)性有機物。對MBR運行方式優(yōu)化后，處理效果得到提升：對UV254、TOC的平均去除率均分別為53％和43%，對三氯乙烯、硝基苯、三氯酚的平均去除率均在63%以上。
　　為提高 MBR對微污染有機物的去除效果，考察向反應器中投加粉末活性炭形成 PAC-MBR組合工

3、藝的凈水性能。粉末活性炭的投加方式分為單次投加和間隔多次投加，間隔投炭方式可穩(wěn)定均衡的提升MBR對污染物的去除效果。間隔投加10 mg/L活性炭的PAC-MBR工藝70天連續(xù)運行數(shù)據(jù)顯示，組合工藝穩(wěn)定運行期間凈水性能良好，且顯著優(yōu)于 MBR：對比未投炭 MBR，組合工藝對UV254、TOC、氨氮的平均去除率分別提升27%、18%和41%；硝基苯和三氯酚平均去除率分別提升22%和21%。此外，投加PAC提高了組合工藝抗沖擊負荷能力，系統(tǒng)穩(wěn)

4、定運行期間各污染物出水濃度均達到相應水質(zhì)標準。
　　同時考察了投加 PAC對膜污染的影響。結(jié)果表明，投加 PAC的系統(tǒng)膜清洗周期比單獨MBR系統(tǒng)延長了1.6倍，達8.75 d。三維熒光光譜分析結(jié)果表明， PAC-MBR系統(tǒng)對酪氨酸類蛋白質(zhì)、色氨酸類蛋白質(zhì)、富里酸、可溶性生物代謝物和腐殖酸這五類有機物的去除率均高于MBR，并可去除MBR所不能去除的腐殖酸和富里酸，去除率分別達到44%和45%。混合液污泥粒徑分布顯示，投加 PAC后的

5、污泥絮體平均粒徑增大56%，更不易堵塞到膜孔中。SEM微觀形貌觀察進一步證明，傳統(tǒng)MBR膜表面的污染層較為密實，基本無法分辨膜孔，而PAC-MBR系統(tǒng)的膜表面污染層較為疏松，膜孔清晰可辨。
　　研究了PAC-MBR系統(tǒng)中微污染有機物去除途徑。分析結(jié)果表明，曝氣吹脫對三氯乙烯的去除貢獻最大，對三氯酚的去除能力較小，對硝基苯基本不能去除。粉末活性炭對硝基苯和三氯酚均有良好的吸附能力，吸附曲線分別符合準二級和準一級動力學方程，Langm

6、uir模型預測的最大吸附容量分別為31.81 mg/g和31.99 mg/g。低進水量間歇式反應器法（FBR）測定不同污泥對硝基苯和三氯酚的最大比降解速率 qmax證明，PAC-MBR污泥對微污染有機物的生物降解能力和抗沖擊負荷能力均強于 MBR污泥。Langmuir模型預測活性污泥對硝基苯和三氯酚的最大吸附量分別為0.06 mg/g和0.30 mg/g。
　　通過對穩(wěn)定運行的PAC-MBR進行物料平衡計算表明，三氯乙烯可由吹脫作