双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的试验研究

摘要

本论文针对现有曝气生物滤池存在的问题及我国水源水污染现状，结合嘉兴市有机物、氨氮和锰复合污染的水质特征，开展了对陶粒、火山岩、沸石/轻质载体组合填料的比选研究，目的在于提供曝气生物滤池预处理重污染原水的方法。
　　通过实验室模拟重污染原水水质，研究了双级曝气生物滤池、单级陶粒和单级火山岩BAF，在水力负荷2m3/m2?h，气水比1：1，温度25℃左右,pH值6.5～7.5稳定运行时的去除效能。研究表明双级曝气生物滤池与单级陶粒、单级火山岩 BAF相比，拥有更强的去除有机物、氨氮和锰的效能，平均去除率分别为39.64％、90.70%和94.5%。同时具有较强的生物稳定性和安全性，粒径3～15μm颗粒物平均去除率在55%以上。与混凝沉淀组合具有协同强化作用，混凝剂投加20mg/L对高锰酸盐指数平均去除率为66.67%。
　　基于双级曝气生物滤池对污染物的高效去除效能，深入研究了水力负荷、气水比、温度、pH值、污染负荷、反冲洗、滤池关闭等因素对双级曝气生物滤池运行的影响，试验结果表明：水力负荷1.5～2m3/m2?h，气水比1：1，温度20～30℃，pH值7.0～8.5为滤池最佳运行参数。在最佳运行条件下，滤池对氨氮和锰复合污染的抗冲击负荷能力较强，仍保持高效的去除效能，但有机物污染负荷使氨氮的去除效率下降到60%左右。反冲洗的最佳参数是：反洗周期依水质污染程度不同为15～45d，反冲洗为气水联合反冲洗。先气洗的强度为5L/m2·s，冲洗时间为15min，后单独水洗的强度为5L/m2·s时，漂洗时间确定为3min。滤池关闭28d重启后，8h可恢复对有机物的去除能力，对氨氮的去除能力受滤池关闭的影响不大。
　　双级曝气生物滤池的特征在于：在滤池的下级以轻质材料为载体，上级采用1～2mm孔径的沸石。它的优越性在于：轻质载体依靠滤池内的曝气和水力提升混合作用,底部处于悬浮状态，中部处于挤压过滤状态，上部处于流化状态。悬浮态避免了滤层进水端表面污泥层的形成，挤压态载体发挥滤池的截留作用，使得斜发沸石避免了悬浮物对其表面的包裹及孔隙的堵塞，可以高效的发挥硝化作用和吸附作用。双级曝气生物滤池能整体实现对有机物和氨氮协同的高效去除作用。
　　本论文的主要成果将对国家水体污染控制与治理科技重大专项“高氨氮和高有机物污染河网原水的组合处理技术集成与示范”具有指导性作用和意义，为曝气生物滤池工艺在重污染水源水预处理中应用提供技术依据。

目录

双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的试验研究

PRETREATMENT OF HIGHLY POLLUTED SOURCE WATER BY A DOUBLE-LAYER(LIGHT CARRIER/CLINOPTILOLITE) BAF

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 常规工艺除污染特征及其局限性

1.3 饮用水深度处理技术

1.4 饮用水预处理技术

1.5 曝气生物滤池在饮用水处理中的研究与应用

1.6 课题研究的技术依据及主要内容

第2 章 试验装置与方法

2.1 试验水质

2.2 试验装置

2.3 试验填料参数

2.4 分析方法

第3 章 不同填料曝气生物滤池工艺的启动优化研究

3.1 启动方式的选择

3.2 启动过程分析

3.3 启动成功的生物膜活性分析

3.4 填料及其表面生物膜微观结构分析

3.5 本章小结

第4 章 不同填料曝气生物滤池工艺对重污染原水预处理的效能比选研究

4.1 对有机污染物的去除效能

4.2 对氨氮的去除效能

4.3 对锰的去除效能

4.4 对颗粒物数量的去除效能

4.5 对消毒副产物前体物的去除效能

4.6 与后续工艺组合的除污染效能

4.7 本章小结

第5 章 双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的影响因素及特性研究

5.1 水力负荷对去除效能的影响

5.2 气水比对去除效能的影响

5.3 温度对去除效能的影响

5.4 pH 值对去除效能的影响

5.5 污染负荷对去除效能的影响

5.6 反冲洗后对去除效能的影响

5.7 滤池关闭对去除效能的影响

5.8 双级曝气生物滤池对重污染原水预处理的特性研究

5.9 本章小结

结 论

论文的不足与建议

参考文献

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致 谢