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1、1网状填料生物氧化预处理受污染水库水论文作者：李树苑，罗宜兵，张怀宇 1，田应芳，陆坤明，丁扣林摘要：进行了立体网状填料生物接触氧化法预处理受污染水库水的中试试验，并分析了该填料在生物接触氧化法中的特点。研究表明，该法对受污染水库水具有良好的净化效果，维护简单、运行成本较低。 关键词：生物接触氧化法 立体网状填料 受污染水库水 预处理 Pretreatment of Polluted Reservoir Water by Biological Oxidation with Web Like Media Abstract:With a pilot scale test, the pretreat
2、ment of polluted reservoir water by biological contact oxidation process with three dimensional web like media was carried out. The characteristics of media were analyzed. Nearly one years research showed that the process had a good purification effect on polluted reservoir water while its maintenan
3、ce and operation were easy and economic. Keywords:biological contact oxidation process;three dimension web like media;polluted reservoir water;pretreatment深圳市饮用水源来自 3 座水库，都已受到不同程度的污染。为提高出水水质，满足现行的 35 项饮用水水质标准及 1992 年国家建设部提出的城市供水行业2000 年技术进步发展规划中一类水司的 88 项水质指标要求，进行了多种不同工艺及其组合的试验。其中采用 PWT 立体网状填料作为生物接触
4、氧化池处理受污染水库水的试验连续进行了 12 个月，取得了满意的效果。 1 填料 2PWT 型立体网状填料采用改性亲水性聚丙烯材料经微机控制机械加工而成。图 1 为填料立体图。填料单体用两根中心绳串接，单体间竖向间距 h 采用 45mm和 70mm 两种形式。 PWT 填料具有如下特点： 采用机械化生产制作，对保证填料的质量提供了必要条件，避免了手工操作产生的误差； 填料在空间上分布均匀，布气布水性能良好，有利于传质； 填料单位组装间距可调，间距越小比表面积越大，实际使用中可根据原水水质状况合理确定； 填料单体短丝向下，能够对由下而上的气泡加强切割作用，提高充氧效率。2 试验方法 2.1 试验
5、装置 试验设备采用钢结构。平面尺寸 2m0.4m0.4m，结构高度 4.19m，填料区高度 2.95m，二级串联穿孔管曝气，斗底排泥。采用转子流量计进行水、气计量。图2 为试验装置。 2.2 试验用原水 试验期间采用了 3 座水库水进行试验，其水质详见表 1。表 1 试验用原水水质水质指标3水库 A水库 B水库 C最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值水温（ 30.0 13.8 22.5 31.3 24.0 27.1 29.0 26.5 28.3PH 7.03 6.00 6.64 7.64 7.04 7.2746.97 6.72 6.87色度（度） 80 13 32 42 19
6、 24 35 10 21浊度（NTU）51.00 2.70 7.71 29.40 4.64 8.23 11.70 4.09 6.93嗅阈值60 6 26 30 12 19 60 40 52氨氮（mg/L) 4.03 0.16 1.95 0.4450.04 0.11 0.26 0.01 0.09高锰酸盐指数（mg/L）6.05 2.01 3.16 4.87 2.13 2.79 3.65 1.77 2.64亚硝酸盐氮（mg/L）0.790 0.020 0.202 0.094 0.006 0.038 0.089 0.006 0.029藻类（104 个/L）1.696 70 472 1598 256
7、483 3800 57 771锰（mg/L）60.94 0.09 0.27 0.99 0.06 0.26 0.41 0.09 0.20UV254 0.0826 0.0645 0.0744由表 1 可知，三座水库色度、浊度、嗅阈值、氨氮及藻类等水质参数相差较大，因而其试验结果有一定的广泛意义和代表性。 2.3 试验运行 中试装置设在深圳市，从 1997 年 12 月初至 1998 年 12 月底连续运行一年多。处理水量 1.01.6m3/h，气水比 110.561，水温 13.831.3，填料水力负荷1.061.70m3/(m3h)。斗底排泥，排泥间隔 7d。试验期间原水为中性偏酸性，未对处理效
8、果产生不良影响。 3 试验结果与分析3.1 不同填料间距的净化效果对比 试验选用了 2 种填料间距，其运行工况如表 2，净化效果见表 3。7表 2 不同填料间距的运行工况填料间距（mm）水力负荷m3/m3.h)气水比70 45 1.061.27 1.061.70 0.831.00 0.570.83由表 3 可以看出，45 mm 间距填料的预处理装置在水力负荷较高、气水比较低的条件下，嗅阈值、氨氮、高锰酸盐指数、锰、色度、藻类、浊度等方面显著优于70 mm 间距填料的预处理装置。表 3 不同填料间距去除效果项目填料间距（mm）进水出水 去除率（%）水温（） 45 70 31.3 26.0821.
9、3 13.8 26.9 18.7PH 45 70 7.03 7.46 6.21 6.48 6.65 6.90 7.22 7.51 6.28 6.57 6.77 6.87嗅阈值45 70 60 25 25 6 40 12 40 15 6 6917 7 80.0 50.0 33.3 0.0 56.7 45.0氨氮*（mg/L） 45 70 2.73 3.94 0.55 0.44 1.68 2.32 0.32 1.20 0.07 0.08 0.17 0.58 94.5 94.1 84.5 63.1 89.6 75.2高锰酸盐指数（mg/L）45 70 4.87 3.86 1.85 2.58 2.97
10、 3.01 3.52 3.62 1.47102.07 2.27 2.66 57.8 23.3 7.2 1.2 23.4 11.5锰（mg/L)45 70 0.52 0.99 0.11 0.08 0.27 0.30 0.21 0.62 0.05 0.05 0.11 0.16 89.6 74.3 35.3 0.1 60.1 46.3色度（度） 45 70 80 42 13 19 31 32 44 26118 15 17 20 62.5 57.1 26.7 5.3 44.8 37.3亚硝酸盐氮（mg/L）45 70 0.790 0.280 0.009 0.012 0.156 0.158 0.714
11、0.176 0.001 0.002 0.041 0.099 97.1 84.6 3.3 -103.8 73.9 37.3藻类（104 个/L）45 70 3800 633 72 70 847 31712360 146 9 9 90 52 94.2 97.0 66.1 52.9 89.3 83.6浊度（NTU）45 70 43.50 32.00 3.32 4.49 7.83 8.39 4.81 19.00 1.17 2.50 2.05 4.66 92.9 62.4 20.9 18.4 73.8 44.4UV254 45 0.0826 0.0645 0.0753 0.0785 0.0373 0.0
12、6571353.8 4.0 12.7注 *忽略原水氨氮0.40mg/L 的数据。3.2 对不同水质的净化效果3.2.1 有机污染物 采用高锰酸盐指数作为反映有机物污染程度的指标。试验期间高锰酸盐指数一般为 24 mg/L，少数时候接近 5mg/L，平均 3mg/L，属类至类水体。 生物接触氧化池对高锰酸盐指数的去除率表现为：随着生物池运行历时的增加，去除率逐渐增大，说明生物膜成熟，活性增强；填料间距减少(比表面积增大)，生物膜量增大，去除率升高；去除率亦随进水浓度的升高而增大。 3.2.2 浊度 试验中原水浊度变化较大，而出水浊度变化范围远小于原水。生物接触氧化对浊度的去除主要靠生物吸附、生物
13、降解和生物絮凝作用，一般运行稳定的生物接触氧化池可以去除 50%左右的浊度，因此生物接触氧化池不仅能除浊，而且对常规处理工艺实际起到了调节水质的作用。 3.2.3 锰 生物接触氧化对锰的去除效果较好，主要是靠曝气的作用将 Mn2+氧化成Mn4+，并有生物氧化作用。生物接触氧化装置出水锰为 0.210.05 mg/L，平均0.11 mg/L，再经常规工艺处理可达到 0.10 mg/L 以下。 3.2.4 藻类 试验对水库水藻类种属及在水库中的竖向分布进行了分析，其藻类种属 60个左右，以隐藻、针杆藻、颤藻、兰纤维藻为主，占总量的 70%左右，其他种属的藻类约占 30%。藻类在水库中的竖向分布大致
14、为表层藻类种属多、数量大，沿水14深的方向逐渐减少。表 4 为生物接触氧化池对不同藻类种属的去除率，可见其对不同藻类去除率均较高。表 4 生物接触氧化池对不同藻类种属的去除率水样数量（104 个/L）隐藻数量（104 个/L） 比例（104 个/L） 数量（104 个/L） 比例（104 个/L） 数量（104 个/L） 比例（104 个/L） 数量（104 个/L） 比例（104 个/L） 数量（104 个/L） 比例（104 个/L）原水 504 75 14.8 15 3.0 82 16.3 52 10.3 280 55.15出水 42 2 4.8 18 19.0 4 9.5 28 66.
15、7去除率（%） 91.7 97.3 99 90.2 92.3 90.0注 1998 年 5 月 4 日取样分析。3.2.5 氨氮、亚硝酸盐氮 生物接触氧化对氨氮、亚硝酸盐氮的去除是该工艺的主要目的之一，稳定运行时去除效果较好，氨氮去除率一般为 70%90%，亚硝酸盐氮去除率大于 50%，经后续工艺处理后，能够满足饮用水水质标准。当氨氮浓度4 mg/L 时，提高供氧量，增加水中溶解氧和水力接触时间是维持和提高处理效率的关键。 3.2.6 异臭 使水体产生异臭的主要生物有：放线菌、藻类和真菌。通常水的霉臭由放线菌引起，芳香臭、植物臭(如藻臭、青草臭)、鱼腥臭等由藻类引起，尤以蓝藻最易使水发生异臭。
16、由于藻类在新陈代谢过程中会分泌发臭物质，当某种藻类大量繁殖时，水中某种发臭物质含量剧增，致使水体带有某种异臭。异臭物浓度很低的原水通过常规处理后不会产生不适感。 16对水异臭状况的评价常用嗅阈值(TON)，TON 是将水样用无臭水稀释到刚刚能闻出臭味时的稀释倍数。TON 越大，表示水中发臭物质的含量越高。 水源发生异臭和水温有密切关系，一般在水温较高时发生。试验期间，5 月11 月 TON 一般 3060；12 月来年 4 月则较低，一般 1020。生物接触氧化除臭较经济，不产生副产物，对 TON 的去除率一般为 40%60%，最高达 80%，平均 57%。国家对嗅阈值目前尚无具体规定，但一般认为小于 8 即可满足要求。试验结果表明，该工艺是处理异臭水的有效方法之一。 3.2.7 色度 生物接触氧化池对色度的去除率在一定范围内较为稳定。 3.2.8 紫外吸光度UV254 是水样经 0.45mm 膜过滤后在 254 nm 波长下用 2 cm 比色皿测得的紫外吸光度，主要代表水体中芳
