受污染飲用水源水生物膜原位修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速，小城鎮(zhèn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水超標(biāo)排放或直排、農(nóng)藥化肥面源污染以及生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等點(diǎn)面源污染問題嚴(yán)重，城鎮(zhèn)飲用水水源地普遍受到不同程度的污染，且有加劇之勢，嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命健康．保障飲用水安全已成為我國亟待解決的重大社會問題．本論文在調(diào)查分析杭嘉湖地區(qū)平原小城鎮(zhèn)飲用水源污染特征的基礎(chǔ)上，探索了模擬河道反應(yīng)器生物膜原位修復(fù)受污染飲用水源水的可行性，重點(diǎn)考察不同

2、生物填料的生物修復(fù)性能以及原位修復(fù)工藝優(yōu)化參數(shù)，以期為解決小城鎮(zhèn)飲用水安全問題提供技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下： 1)杭嘉湖平原地區(qū)飲用水源地多為河道型，滯流、倒流等復(fù)雜水文特性造成河道水流緩慢、交換能力差、上下游交叉污染、環(huán)境容量小、自凈能力有限，部分河段水質(zhì)不能滿足水環(huán)境功能要求，特別是城鎮(zhèn)下游河段水質(zhì)普遍較差。通過對杭嘉湖地區(qū)城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)調(diào)查與單項指標(biāo)評價法分析發(fā)現(xiàn)，苕溪水系的4家水廠水源水質(zhì)較好，基本能達(dá)到GB383

3、8-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，而運(yùn)河水系6家水廠水源水質(zhì)較差，多為Ⅴ類或劣Ⅴ類水，主要超標(biāo)指標(biāo)為CODMn、氨氮和TP。 2)開發(fā)了模擬河道生物膜反應(yīng)器?？疾炝艘詮椥蕴盍稀④浶蕴盍蠟檩d體的兩組反應(yīng)器修復(fù)受污染水源水過程的氨氮、總氮(TN)、總有機(jī)碳(TOC)、CODMn、總磷(TP)去除性能。試驗結(jié)果表明，兩組反應(yīng)器在流量8L·d-1、曝氣強(qiáng)度1100 L·h-1、間歇3 h曝氣條件下經(jīng)24d掛膜啟動后，以彈性填

4、料為載體的模擬河道反應(yīng)器內(nèi)氨氮去除率高達(dá)70％以上，而軟性填料僅為20％左右；以軟性填料為載體的模擬河道反應(yīng)器TP去除率相對較高，達(dá)49％；此外，兩組不同填料反應(yīng)器的總氮和CODMn去除性能相近，平均去除率分別為16.5～19.6％和16.0～19.0％。 采用兩段式模擬河道反應(yīng)器對受污染水源水進(jìn)行原位修復(fù)，該反應(yīng)器前段布置彈性填料、后段布置軟性填料，考察了曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量對去污性能的影響。在保持進(jìn)水流量8 L·d-1不變、曝

5、氣量為680 L.h-1條件下，模擬河道原位修復(fù)系統(tǒng)污染物去除性能較好，氨氮、TN、CODMn、TOC、TP和濁度的去除率分別穩(wěn)定在74.7％、12.7％、30.5％、31.0％、30.7％和81.7％．微污染水體原位修復(fù)過程，曝氣主要起到促進(jìn)生物膜更新和強(qiáng)化傳質(zhì)的作用。在保持曝氣量680 L·h-1不變情況下，系統(tǒng)進(jìn)水流量由8L·d-1增至24 L·d-1，水力停留時間相應(yīng)縮短至8h，原位修復(fù)系統(tǒng)水力負(fù)荷的增加導(dǎo)致氨氮、TN、CODM

6、n、TP和濁度的去除率略有下降，最終穩(wěn)定在67.3％、8.2％、23.5％、14.6％和54.5％，而TOC去除率變化不明顯．結(jié)果初步揭示，在實際微污染水體原位修復(fù)過程，需要根據(jù)處理區(qū)域的水力負(fù)荷確定內(nèi)設(shè)填料的相應(yīng)面積，在保證合適水力停留時間的前提下，可獲得有效、穩(wěn)定的污染物去除性能。 3)模擬河道反應(yīng)器運(yùn)行期間，內(nèi)置生物填料附著的生物膜結(jié)構(gòu)變化顯著，填料表面附著的生物量及微生物種類與反應(yīng)器的污染物去除效率呈正相關(guān)；其中，彈性填