臭氧强化UMBF对低温水生物稳定性和消毒副产物的控制

摘要

饮用水的生物稳定性及消毒副产物控制是保障饮用水水质安全的关键。臭氧/活性炭滤池工艺是普遍使用且有效的饮用水深度处理技术，臭氧强化UMBF（Upward-flow zeolite/BAC multi-layers biological filter，上向流复合滤料生物滤池）工艺是本课题组基于臭氧/活性炭滤池工艺改进的适用于低温高氨氮水体的深度处理技术。而该工艺对低温水体生物稳定性和消毒副产物的控制效能还有待进一步评价。本论文基于臭氧强化UMBF工艺中试系统，研究该工艺各处理单元对低温水体生物稳定性及消毒副产物的控制效能，为该工艺的进一步优化以及工程应用提供依据。
　　通过烧杯实验探索不同因素对AOC和BDOC测定结果的影响，以中试装置砂滤出水为实验水样，对AOC和BDOC测定方法进行优化。发现当采用同源菌作为接种菌源，接种5％体积的同源水，培养时间为24h时，AOC的测定效果最好。BDOC3测定的最优操作条件是以同源菌作为接种菌源，接种菌量为1×105cells/mL，培养温度为25℃，培养pH为7.0±0.2。
　　通过对臭氧强化UMBF工艺中试系统长期取样监测，考察各处理单元对水质生物稳定性的控制效能。结果显示，臭氧氧化会提高水体AOC和BDOC的量，平均增长率分别为32.00%和24.73%，增加的AOC和BDOC更容易被后续复合滤料生物滤池去除，去除效果优于前端未设臭氧氧化的生物滤池；经臭氧氧化后进入一级生物滤池，对比不同滤料生物滤池对AOC、BDOC及DOC的去除效能，发现复合滤料滤池较活性炭滤池去除效果略差，但其出水水质波动性较小，更稳定；在一级复合滤料生物滤池后，设置两组不同进水方式二级活性炭滤池，并对其影响进行研究，结果显示，重力流滤池对AOC、BDOC及DOC的去除效果好于上向流，但上向流滤池处理效果更稳定。二级出水AOC、BDOC、DOC指标显示，臭氧强化UMBF工艺对低温水体生物稳定性具有良好的控制效果。
　　臭氧强化UMBF工艺对消毒副产物的控制采用与生物稳定性类似的研究方法，分别考察臭氧氧化、一级生物滤池以及二级生物滤池对卤代消毒副产物的控制。结果显示，原水经臭氧氧化单元后，卤代消毒副产物生成势有所降低，TCMFP、BDCMFP、DCAAFP和TCAAFP分别降低了24.50%、12.53%、11.00%和27.11%，经复合滤料生物滤池后，分别又增加了72.14%、33.03%、5.77%和28.84%；一级生物滤池中，不同滤料滤池对卤代消毒副产物生成势的影响无显著差别，表现为TCMFP、BDCMFP和TCAAFP有一定程度的增加，DCAAFP几乎不变；二级生物滤池对THM前体物的控制主要是对TCM前体物的去除，上向流和重力流去除效果相差不大，TCMFP分别降低了58.50%和61.63%，而对比不同进水方式二级生物滤池对HAA前体物的去除效果，则发现重力流滤池优于上向流，DCAAFP和TCAAFP去除率分别为62.67%和38.62%。二级出水各DBPFP指标显示，臭氧强化UMBF工艺对消毒副产物具有良好的控制效果。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 水质生物稳定性研究进展

1.3 饮用水中消毒副产物特性研究

1.4 臭氧/生物滤池深度处理技术研究现状

1.5 课题研究目的和内容

第2章 实验材料与方法

2.1 中试工艺介绍

2.2 水质特性分析

2.3 实验材料和仪器

2.4 溶液的配制与保存

2.5 各指标的测定

第3章 AOC和BDOC测定方法优化

3.1 引言

3.2 AOC测定方法优化

3.3 BDOC测定方法优化

3.4 本章小结

第4章 臭氧强化UMBF工艺对生物稳定性的影响

4.1 引言

4.2 臭氧氧化对生物稳定性的控制

4.3 不同滤料生物滤池对生物稳定性的控制

4.4 进水方式对滤池控制生物稳定性的影响

4.5 本章小结

第5章 臭氧强化UMBF工艺对DBPs控制研究

5.1 引言

5.2 臭氧氧化对卤代消毒副产物的控制

5.3 不同滤料生物滤池对消毒副产物的控制

5.4 不同进水方式对卤代消毒副产物的控制影响

5.5 臭氧强化UMBF工艺中溴酸盐的生成研究

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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