曝气生物滤池/常规/膜处理组合工艺净水技术研究

摘要

面对严峻的水环境形势，西南地区部分水厂尤其是村镇水厂面临着不得不选择微污染水体作为水源水的困境。此时，常规处理工艺已经很难保证出水水质的安全稳定。曝气生物滤池预处理技术和膜处理技术已经成为常规处理工艺重要的补充工艺。本研究采用竹溪河重庆市北碚区河段作为原水，于丰水期探讨混凝沉淀-超滤和混凝沉淀-快滤组合工艺净水效果；于枯水期，人工加铵，探讨曝气生物滤池（BAF）-超滤和曝气生物滤池（BAF）-快滤组合工艺净水效果。
　　针对微污染水，采用复合式接种挂膜法，第13天成功实现曝气生物滤池的启动，氨氮去除率稳定在60％以上，CODMn去除率保持在15%以上。
　　中试实验结果表明，以混凝沉淀池出水为超滤系统进水，采用阶梯法测量临界通量，临界通量区阈值为32.95 L/(m2.h)~35.93 L/(m2.h)。本实验以亚临界通量为参考运行通量，因此选定32.95 L/(m2.h)对应的跨膜压差0.040Mpa作为超滤膜系统运行压力。
　　丰水期，混凝沉淀-超滤处理工艺最终出水浊度、氨氮、CODMn、Fe、Mn全部达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），其中浊度、Fe、Mn、CODMn均能达到《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）的要求；混凝沉淀-快滤处理工艺出水浊度、氨氮、CODMn、Fe、Mn全部达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，但不能满足《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）中关于浊度＜0.5NTU的要求。
　　人工加铵初期，曝气生物滤池进水氨氮为0.986~2.068mg/L，平均值1.438mg/L，第53小时调节曝气生物滤池进水流量至335L/h，氨氮去除率稳定在60.0%~80.0%之间，出水氨氮稳定在0.5mg/L以下，此时曝气生物滤池完全适应高浓度氨氮。据此确定后续组合工艺中曝气生物滤池运行流量为335L/h。
　　枯水期，温度较低（8.6℃~11.8℃），人工添加铵（0.842~1.108mg/L），在曝气生物滤池运行稳定情况下，BAF-超滤与 BAF-快滤处理工艺最终出水浊度、氨氮、CODMn、Fe、Mn全部达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。BAF-超滤在对浊度、菌落总数去除效能方面具有明显优势，能够显著提高饮用水生物安全性。其中，曝气生物滤池对浊度、氨氮、CODMn、铁、锰均具有良好的去除效果，但对UV254去除效果并不理想。
　　通过分析络合剂、柠檬酸、次氯酸钠清洗前后膜通量的变化和清洗液中有机物、金属离子浓度变化，可以看出金属离子和有机物都是膜污染的重要原因。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 饮用水净水技术概况

1.3 课题研究目的、内容和技术路线

2 实验装置与研究方法

2.1实验反应器

2.2 检测项目及方法

3 实验装置的启动运行

3.1 水质调查

3.2 工艺流程的确定

3.3混凝剂的选择

3.4 曝气生物滤池的启动

3.5 超滤系统的启动

3.6 本章小结

4 丰水期组合工艺净水效果研究

4.1 混凝沉淀-快滤处理工艺净水效果研究

4.2 混凝沉淀-超滤膜处理工艺净水效果研究

4.3 超滤膜污染行为及其清洗方式

4.4 本章小结

5 枯水期人工加铵组合工艺净水效果研究

5.1 人工加铵初期BAF对氨氮去除规律

5.2 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运行工况

5.3 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运对浊度的去除规律

5.4 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运对氨氮的去除规律

5.5 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运对有机物的去除规律

5.6 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运对Fe、Mn的去除规律

5.7 BAF-快滤和BAF-超滤组合工艺运对菌落总数的去除规律

5.8 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献