采用曝气生物滤池作预处理对絮凝剂投加量的影响_陈丽

第5卷第6期2006年12月广州大学学报(自然科学版)JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo.l5No.6Dec.2006收稿日期:2006-07-05;修回日期:2006-10-08基金项目:广州市自来水公司“广州市微污染水深处的研究”科技攻关项目作者简介:陈丽(1982-),女,硕士研究生,主要从事净水深度处理研究.文章编号:1671-4229(2006)06-0069-04采用曝气生物滤池作预处理对絮凝剂投加量的影响陈丽1,魏晓安2,陆少鸣3,方平3(1.广州大学土木工程学院,广东广州510006;2.广州城市职业学院,建筑工程系,广东广州510405;3.华南理工大学环境科学与工程系,广东广州510640)摘要:以聚合氯化铝PAC为絮凝剂,抽取珠江原水,分别直接投加和经过曝气生物滤池处理后再投加絮凝剂,对比两种情况下的絮凝剂投加量.结果表明,在沉淀池出水浊度基本相同的情况下,经过曝气生物滤池处理后絮凝剂投加量大为减少.曝气生物滤池在作为深度净水工艺的预处理时对减少絮凝剂投加量有一定作用.关键词:曝气生物滤池;聚合氯化铝PAC;投加量;浊度中图分类号:X703文献标识码:A1概述国内外的实验研究和实际生产结果表明,微污染水源水经混凝、沉淀、过滤的常规处理工艺只能去除水中20%～30%的有机物,且由于溶解性有机物的存在,不利于破坏胶体的稳定性而使常规工艺对原水浊度的去除效果明显下降(仅为50%～60%).用增加混凝剂投加量的方式来改善处理效果,不仅使水处理成本上升,而且可能使水中金属离子浓度增加,也不利于居民的身体健康[1].通过生物预处理可以改善水的混凝沉淀性能,同时也减轻了常规处理和后续深度处理的负荷,使后续的处理工艺发挥更好的作用[2].基于珠江后航道原水浊度、有机物及氨氮含量较高的水质特征,本中试实验分别向原水中直接投加絮凝剂PAC和将原水先通入曝气生物滤池进行处理后再投加絮凝剂,以原水、预处理出水和沉淀池出水的浊度为主要依据,分析曝气生物滤池作为深度净水工艺的预处理对絮凝剂投加量的影响.1.1曝气生物滤池的净水机理曝气生物滤池中,微生物附着生长在滤料表面上形成生物膜,在滤池内部进行曝气以保证微生物的正常耗氧需要.当水流经滤料层时,水中的有机污染物以及氨氮等无机污染物被附着生长在滤料上的微生物吸附进而氧化分解.同时,由于曝气生物滤池所采用的滤料层多呈压实状态,它对进水中粒径较大的悬浮物具有很好的截留作用,而这些被截留的粒径较大的悬浮物经过培菌后,滤料上生长有大量微生物,微生物新陈代谢作用产生的粘性物质如多糖类、酯类等起吸附架桥作用,与悬浮颗粒及胶体粒子粘结在一起,形成细小絮体,通过接触絮凝作用而被去除[3].因此曝气生物滤池工艺表现出一定的机械截留作用,能够使出水的浊度得到一定程度的降低.曝气生物滤池运行一段时间后,因水头损失的增加而需要进行反冲洗,以释放被截留的悬浮物并更新生物膜(完成一个运行周期)[4].水中有机物的存在将增加胶粒的Zeta电位值,使胶体更趋于稳定,增加水处理混凝时药剂投加量.经曝气生物滤池生物预处理后,胶粒Zeta电位值降低,易于脱稳,因此可以减少后续混凝单元的药剂投加量[1].1.2聚合氯化铝本实验中用到的混凝剂聚合氯化铝PAC也叫碱式氯化铝,分子式[Aln(OH)mC13n-m],是三氯化铝与氢氧化铝的复合盐,其形式可以看作复杂的多核络合物,其分子中带有数量不等的羟基,它具有较强的交联吸附性能,水解生成[Al(OH)3H2O]∝大分子沉淀,水解过程中伴随发生电化学凝集吸附沉淀等物理化学过程,从而达到混凝沉淀的效果[5].聚合氯化铝PAC较之硫酸铝、硫酸亚铁、三氯广州大学学报(自然科学版)第5卷化铁等净水剂具有用量少、效率高、絮凝体大、沉降快和净水性能好等优点.采用PAC作为絮凝剂时,处理前后水的pH值变化较小,对水处理设备腐蚀小,适用范围广.它用于高浊度水、低温低浊水、有色水和工业污水的处理,均能得到良好的絮凝效果.2中试实验概况2.1中试工艺流程本中试实验分两阶段进行.第一阶段,原水首先进入预臭氧接触塔,然后投加絮凝剂PAC进入斜管沉淀池,再流入砂滤池、后臭氧接触塔和生物活性炭滤池.第二阶段,原水首先进入陶粒曝气生物滤池(BAF),出水经预臭氧接触塔后加絮凝剂PAC进入斜管沉淀池、砂滤池、后臭氧接触塔、生物活性炭滤池(见图1).图1中试工艺流程图Fig.1Thesketchofthepilot-scaletreatment2.2系统的主要设计参数曝气生物滤池的滤料选用直径为2～5mm的陶粒,比表面积≥150m2m-3,密度1.05～1.2tm-3.表1曝气生物滤池主要设计参数Table1Thedesignparamete