PAC_MBR用于微污染地表水处理的中试研究_胡婧逸

浙江省上虞市曹娥江水源水基本属于地面水环境质量Ⅲ～Ⅳ类标准，浊度、有机物和氨氮较高，而当地水厂采用的常规工艺对CODMn以及氨氮的去除有限。本中试研究旨在突破微污染水源水的常规处理，使用新型水处理集成技术－PAC/MBR，即投加粉末活性炭（PAC）的膜生物反应器（MBR）组合工艺，形成性能可靠、操作简单、适合县镇管理条件的饮用水安全保障技术。PAC/MBR是集物理吸附、生物降解以及膜分离于一体的净水工艺，对于微污染水源水的贫营养特征，PAC因其具有巨大的比表面积和发达的内部孔隙，能较好地吸附有机物，适合微生物的附着、固定和生长[1]，提高了系统抗冲击负荷能力和处理过程的稳定性，结合膜的过滤截留以及表面生物氧化作用，使得出水水质有很大改善。1试验装置与方法1.1试验装置试验工艺流程如图1所示。原水由潜水泵提升至沉淀池，经过混凝沉淀去除大部分浊度颗粒后，通过自流进入到MBR反应器中，同时在进水口处投加PAC。鼓风机通过穿孔曝气管向反应器中连续供氧以满足微生物生长和PAC颗粒悬浮的要求，同时在膜表面形成一定的水力剪切和冲刷作用防止膜面污染物过度沉积。反应器为长方体容器，外观尺寸为1800mm×1200mm×2400mm，有效容积约为4000L。试验用膜为江苏蓝天佩尔膜提供的聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜，孔径0.09～0.12μm，单片膜外形尺寸1190mm×508mm，整套膜组件共装有71片膜，有效面积为85.2m2。配备1套自动控制系统，根据抽停比和反应器内的液位高度控制出水泵的开关以保持水位恒定。1.2原水水质试验原水取自浙江省上虞市曹娥江总干渠，由于较高的浊度，在进入反应器之前经过混凝沉淀去除一部分浊度和CODMn物质，以减轻PAC/MBR工艺负荷。原水以及沉淀池出水水质情况见表1（括号内为平均值）。1.3试验操作条件试验时间为11中旬至12月下旬，约32d，期间反应器内水温14.6～8.7℃。本试验中混凝剂采用聚PAC/MBR用于微污染地表水处理的中试研究胡婧逸1，邓慧萍1，张玉先1，黎园1，刘子正2（1.同济大学长江水环境教育部重点实验室，上海200092；2.华中科技大学环境学院，湖北武汉430074）摘要：采用投加粉末活性炭（PAC）的膜生物反应器（MBR）组合工艺－PAC/MBR处理微污染地表水。中试结果表明，该工艺出水水质稳定，稳定运行期间出水浊度、CODMn和氨氮分别保证在0.3NTU、1.9mg·L-1和0.2mg·L-1以下，达到生活饮用水卫生标准的要求。膜表面生物活性炭（BAC）滤层具有良好的抗压性，出水通量呈阶梯式下降，防止了持续性的大幅度衰减。混合液中悬浮态PAC和生物活性炭能吸附大部分胞外聚合物（EPS），降低溶解态胞外聚合物含量，有利于减缓膜污染。关键词：微污染地表水；粉末活性炭；膜生物反应器；生物活性炭；胞外聚合物中图分类号：TQ028.8文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)08-0100-004收稿日期：2010-03-23基金项目：国家建设部水体污染控制与治理科技重大专项资助项目（2008ZX07425-007）作者简介：胡婧逸（1986－），女，硕士研究生，主要从事水处理理论与技术研究；联系电话：15988245968；E-mail：nevermindyi@hotmail.com���������������������������������������������图1PAC/MBR工艺流程Fig.1FlowchartofPAC/MBRprocess第36卷第8期2010年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.8Aug.,2010100DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2010.08.025合氯化铝，投加量根据进水浊度进行烧杯搅拌试验而定，为50～80mg·L-1；MBR反应器进水流量为1200L·h-1；本试验连续运行前，将粉末活性炭（75μm）经细筛及漂洗去除杂质后，一次性投入反应器内（质量浓度约为1g·L-1），经15d连续运行培养驯化微生物，再投加一定量PAC，使反应器内PAC质量浓度保持在2g·L-1后开始试验。整个运行过程中，系统没有排泥；曝气强度根据气水体积比5：1设计，为6m3·h-1；出水采用恒压操作、间歇抽吸方式，操作压力为0.1MPa，抽停比为8min：2min。1.4测试指标与方法浊度采用美国Hach2100P浊度仪测定，CODMn、NH4+-N、NO2--N、NO3--N以及TN采用国家标准分析方法测定[2]。溶解态和结合态EPS的提取分别采用低速离心法和甲醛－NaOH－高速离心法[3]；蛋白质用福林酚法测定，在波长750nm下测吸光度；多糖用蒽酮－硫酸法测定，在波长625n