降流式双层滤料曝气生物滤池在给水处理中的应用研究

摘要

曝气生物滤池越来越多的应用于给水生物预处理工艺中。曝气生物滤池采用高比表面积的粒状填料作为生物膜载体，单位池体的微生物量多，处理负荷大，出水水质好，占地面积小，基建投资省，易于管理，在国内外有着广阔的应用前景。
　　 本研究开发了降流式双层滤料曝气生物滤池（DDBAF）工艺，其优势在于：水流采用降流式，避免升流式BAF滤头易堵塞，不易反冲洗的缺点；同时将滤料分为上下两层，上层为大颗粒陶粒滤料，可容纳更多杂质或水生生物，解决了普通降流式BAF反冲洗周期短的缺点；下层采用小颗粒滤料，为微生物的生长、有机物和氨氮以及溶解氧的传质创造了条件，从而保证滤池能够高效稳定地运行。
　　 本实验研究结果表明：
　　 1．DDBAF在气水比为2：1的情况下运行，运行11天后NH4+-N去除率达到60％以上，可推断生物膜成熟；挂膜的初期DDBAF池出水NO2——N浓度高于进水，说明硝化细菌生长速率和转化能力落后亚硝化细菌，成熟期要落后亚硝化细菌1～2天；CODMn去除率不稳定，不宜作为判断好氧异养菌生物膜成熟的指示性参数。
　　 2．采用DDBAF处理微污染水源，采用气水比为1，在滤速12m/h下可实现水质目标，NH4+-N、NO2——N、CODMn和浊度的去除率分别达到68．6％，77．7％，25．7％和45．6％；采用14m/h滤速并加常规处理工艺可实现水质目标，NH4+-N和CODMn去除率分别达到85．6％和47．3％。
　　 3．采用DDBAF处理较高污染水源，采用气水比为1，8m/h滤速下可实现水质目标，NH4+-N、NO2——N、CODMn和浊度的平均去除率分别达到88．3％，60．8％，53．5％和52．1％。10m/h滤速下加后续常规处理可实现水质目标，NH4+-N、和CODMn去除率分别达到97．5％和50．3％。
　　 4．在备选的三种反冲洗方式中，小流量水冲三段式气水联合反冲洗方式对滤层冲洗得较为彻底，对BAF的水头恢复较好，对BAF的净化效果没有明显影响，故本试验确定采用小流量水冲三段式气水联合反冲洗程序。并选取BAF反冲周期为3～4天。
　　 5．增加DDBAF生物预处理工艺，PAC药剂投加量节省29．2％。明显地改善水源水质的有机和无机化学特性，有利于改善混凝沉淀的反应条件。DDBAF对后续净水工艺除污染具强化作用，对出厂水的致突变阳性无明显影响，能提供较为安全的饮用水。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 饮用水水源水质状况

1.2 微污染水及其治理技术

1.2.1 常规净水工艺的局限性

1.2.2 微污染水的性质及危害

1.2.3 微污染水的处理技术

1.3 曝气生物滤池预处理技术

1.3.1 曝气生物滤池简介

1.3.2 曝气生物滤池在给水处理领域的研究现状

1.4 课题的来源及提出

1.5 课题概况

1.5.1 研究目的

1.5.2 研究内容

1.5.3 水样的检测项目及方法

第二章 BAF 的工艺改进与实验过程

2.1 BAF结构组成

2.2 BAF 关键参数选择

2.2.1 填料

2.2.2 流向

2.2.3 气水比

2.2.4 水温

2.2.5 滤速

2.2.6 反冲洗

2.3 DDBAF 结构设计

2.4 试验过程简介

2.4.1 工艺流程

2.4.2 试验装置的设计参数

2.4.3 待处理水源水质

2.4.4 DDBAF出水目标

第三章 DDBAF 的挂膜实验研究

3.1 BAF的挂膜机理

3.2 DDBAF挂膜过程数据分析

3.3 生物膜成熟后陶粒样 SEM 观察

3.4 本章小结

第四章 不同滤速状况下处理微污染水源的研究

4.1 14m/h 滤速处理微污染水源

4.2 12m/h 滤速处理微污染水源

4.3 10m/h 滤速处理微污染水源

4.4 8m/h 滤速处理微污染水源

4.5 本章小结

第五章 不同滤速状况下处理较高污染水源的研究

5.1 14m滤速处理较高污染水源

5.2 12m滤速处理较高污染水源

5.3 10m滤速处理较高污染水源

5.4 8m滤速处理较高污染水源

5.5 本章小结

第六章 DDBAF 的反冲洗

6.1 反冲洗的作用与方式

6.2 气水联合反冲洗步骤的确定

6.2.1 大水量两段式联合反冲洗

6.2.2 小水量两段式联合反冲洗

6.2.3 小水量三段式联合反冲洗

6.3 确定反冲洗周期

第七章 DDBAF 加常规处理工艺研究

7.1 常规处理实验装置

7.2 常规出水效果研究

7.3 曝气生物滤池工艺对后续工艺的影响

7.3.1 对混凝剂投加量的影响

7.3.2 对水中致突变活性的影响

7.4 本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢