生物陶粒反应器处理微污染水源试验研究_许立新

文章编号:1009-6825(2003)07-0165-02生物陶粒反应器处理微污染水源试验研究收稿日期:2003-04-01作者简介:许立新(1958-),男,1980年毕业于太原工学院给排水专业,高级工程师,山西省设计审核室,山西太原030013汪艳霞(1979-),女,太原理工大学2001级在读硕士研究生,山西太原030024杨云龙(1953-),男,1978年毕业于太原工学院给排水专业,教授,太原理工大学,山西太原030024许立新汪艳霞杨云龙摘要:介绍了生物陶粒反应器处理微污染水源的试验研究。从试验方法、试验结果等方面进行了论述,指出该试验可有效改善后续传统工艺对污染物的去除效果,节省部分混凝剂和氯的投加量,降低制水成本。关键词:微污染水源,生物陶粒,预处理中图分类号:X703文献标识码:A近年来,工业的迅速发展和人口的高度集中,使许多国家和地区的饮用水水源受到不同程度的污染,传统的水处理工艺已不能有效去除水中大量的溶解性有机污染物、氨氮。通常,传统工艺对TOC的去除率一般为20%～50%,对氨氮的去除率为10%左右,残留有机物及氨氮的存在,导致了水中的色、嗅、味升高,且这些水中残留的有机物、氨氮等,可作为异氧菌和自氧菌的营养基质,使细菌再次生长,在管道中形成生物粘垢,这样,不仅加快了管道的腐蚀,增大了输水能耗,而且使饮用水中细菌总数增加,降低了供水水质。为了达到一定的处理效果,水厂常采用增大混凝剂的投加量和消毒用的加氯量,如Muleim水厂的折点氯化耗氯量达10mg/L～50mg/L,这样,既增加了处理成本,还导致了对人体健康危害更大的有机氯化物的形成。本试验在传统水处理工艺前采用生物陶粒反应器作预处理,可有效去除浊度、细菌、大量溶解性有机物、氨氮、色度等污染物质,大大改善了后续处理工艺对污染物的去除效果。1试验装置与方法1.1试验装置本试验采用滏阳河河水进行试验,陶粒柱试验装置如图1所示。生物陶粒滤柱的规格及工艺参数如下:升流式滤柱水头损失增加较慢,运行时间较长,本工艺生物陶粒滤柱水流采用升流式。规格:内径80cm,承托层高50cm,填料层高200cm,柱高400cm,采用水气比1∶1,陶粒级配dmin=2mm,dmax=5mm,平均粒径3.5mm,水力负荷6m3/(m2·h),反冲洗周期12d～14d,冲洗时间8min～10min,冲洗强度:水10L/(m2·s),气10L/(m2·s)。1.2分析方法温度采用温度计现场测量;浊度采用浊度仪测定;色度用标准比色法测定;COD采用标准重铬酸钾法测定;氨氮按标准分析法测定。1.3生物膜培养本试验采用自然挂膜法,挂膜开始阶段滤池以小流量进水,每天监测进出水COD,至COD去除率稳定在30%左右,认为挂膜成功。2试验结果及分析2.1有机物的去除2.1.1CODCr的去除陶粒的颗粒细小,可提供巨大的比表面积,使滤池单位体积内保持较高生物量,而且由于填料上的生物膜较薄,活性较高,因此,该工艺对有机物溶剂负荷和去除率都较高。生物陶粒预处理在水温为0℃～3℃时可去除CODCr40%以上;4℃～130℃时CODCr去除率达50%以上;14℃～21℃时达56%以上;22℃～25℃时CODCr去除率高达60%以上,因此水温增加,使微生物新陈代谢作用得到加强有助于生物处理效果的提高。即使在冬季低温时,生物滤池也能有效去除40%以上CODCr,其原因是由于生物膜的固定生长,生物陶粒池内微生物在低温时仍保持有一定的活性,具有一定的降解有机污染物的能力。2.1.2色度的去除水中能产生色度的物质一般是在水中溶解或呈胶态状的并带有生色基因的有机物,生物陶粒预处理在色度小于40NTU时对色度的去除率为30%～40%,当原水色度较高时(50NTU～70NTU)时,去除率仅达20%～30%(见图2所示),生物陶粒柱对色度的去除率较低,是因为河水受造纸废水污染严重,河水中形成色度的某些有机物质,不能被生物陶粒滤池有效地去除,需通过改善后续传统工艺去除水中的色度。·165·第29卷第7期2003年7月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.29No.7Jul.2003DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2003.07.1142.2NH4+-N的去除氨氮易溶于水,而且极性很大,当温度为0℃～1℃时,氨氮的去除率仅为12.09%,温度为2℃～7℃时,去除率为70%～80%,温度为8℃～21℃时,去除率为90%以上,在温度为22℃～25℃时,生物陶粒柱内具有较高的硝化能力,氨氮的去除率可达98%以上。生物陶粒柱在较低的温度下,仍具有一定的硝化能力,是因为陶粒颗粒的粗糙表面有利于硝化细菌生长、固定,并获得较高的硝化细菌浓度,从而使生物陶粒在低温下也有较强的转化氨氮为硝酸盐