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1、微污染原水的生物接触氧化预处理研究摘要：采用生物接触氧化技术预处理微污染原水，并和水厂常规处理工艺进展了比照。中试结果说明，原水浊度为50200NTU、氨氮浓度为110g/L、水温为1830时，生化池对氨氮的去除率为60%80%，Dn去除率为0.5%25%，UV254的去除率为1%15%；正常运行时，较高浊度(200800NTU)的冲击不会明显影响生化池对氨氮和Dn的去除；生化池的亚硝酸盐氮去除率为20%50%，在原水氨氮浓度较高时亚硝酸盐氮积累增多；增加生物接触氧化预处理工艺，显著进步了后续混凝沉淀池和砂滤池的除污染效果。关键词：微污染原水预处理生物接触氧化ResearhnPretreate
2、ntfir-PllutedSureaterbyBilgialntatxidatinPressAbstrat：Experientalresearhnpretreatentfpllutedraaterithhigherturbidityandhigherania-Nnentratinbybilgialntatxidatinpress(BP)ithelastipakingasndutedandparedithnventinalatertreatentpress.Experientalresultsshedthatrevalratesfania-N,Dn,andUV254ere60%80%,0.5%2
3、5%,and1%15%respetivelyatraaterturbidityf50200NTU,ania-Nnentratinf110g/Landteperaturef1830.Duringthetest,higherturbidity(fr200NTUt800NTU)fraaterhadnsignifianteffetnrevaleffiienyfania-NandDn.Nitriterevalrateas20%50%,butnitriteauulatintkplaehenania-Nnentratinasratherhigh.iththeBP,pllutantsrevaleffetsfs
4、ubsequentsedientatintankandrapidsandfilteruldbeiprved.Keyrds:ir-pllutedsureater;pretreatent;bilgialntatxidatin1工艺流程比照中试工艺流程水厂常规消费工艺流程2运行参数和挂膜情况生化池采用YDT型弹性立体填料，装填高度为3.7，进水流量为13/h，停留时间为1.1h，池底设微孔曝气器，气水比为(0.51.0)1。原水的浊度较高，水温1720时，采用自然挂膜约需21d，此时的氨氮去除率约为60%。装置24h连续运行，混凝沉淀池投加PA为10g/L，砂滤池反冲洗周期为12h。生化系统运行期间
5、水温1830。3原水水质和分析测定方法原水水质(见表1)表1黄浦江支流某河的原水水质(1998年)测定工程浓度范围年平均值浊度(NTU)氨氮(g/L)Dn(g/L)亚硝酸盐氮(g/L)溶解氧(g/L)4810000.6142.08.00.0800.6422.1111.891473.34.10.1756.50从表1数据可知其受污染情况较严重，氨氮和亚硝酸盐氮浓度高。分析测定方法浊度：HAH2100型浊度仪；氨氮1：纳氏试剂分光光度法；Dn1：酸性高锰酸钾法；亚硝酸盐氮1：对氨基苯磺酸-萘乙二胺光度法；溶解氧：溶解氧测定仪。4结果与讨论4.1生化池的溶解氧变化试验期间生化池的气水比为(0.51.0
6、)1，原水的溶解氧和氨氮含量波动很大，但生化池的出水溶解氧根本稳定在5.58.0g/L(见图1)，由此可见生化池内的溶解氧很充足。4.2生化池预处理效果及分析4.2.1浊度的去除(见图2)从图2可以看出，浊度的去除率在5%40%,平均约17%，其去除机理主要依赖以下作用：填料上生物膜的生物絮凝作用和对形成浊度的有机物吸附降解；由于溶解氧充足，以细菌为食料的原生动物大量繁殖促进了生物絮凝，而且这些原生动物(如轮虫和纤毛虫等)还可以吞食水中游离细菌和微小的污泥质点，从而降低生化池出水的浊度；老化脱落的生物膜可起到生物絮凝剂的作用，与细小的悬浮颗粒形成大絮体沉降到底部；部分原水中的较大颗粒可自然沉降
7、除去。总的来说，当原水浊度较高时，浊度的去除以自然沉降和生物絮凝沉降为主，生物吞噬分解才能有限。微孔曝气的生化池气水比一般取(0.51.0)1，既可以使生化池有足够的溶解氧，又有适当的曝气搅拌强度。假设气水比过大，会有部分老化脱落生物膜和固体颗粒被冲出生化池而导致出水浊度升高。4.2.2氨氮的去除(见图3)由图3可见，生化池氨氮的去除率在60%85%。原水的氨氮浓度为10g/L，水温20时，生化池出水氨氮浓度为3g/L,再经后续的混凝沉淀和砂滤工艺，滤后水的氨氮浓度1g/L。由试验可知，即使原水的Dn到达12g/L左右，Dn值大小对氨氮的去除也没有明显影响。这可能是由于生化池中的溶解氧很充足，
8、能满足硝化菌和异养菌的最大需要，这两类细菌之间不会产生明显的竞争，所以生化池对氨氮的去除效果根本稳定。4.2.3亚硝酸盐氮的去除(见图4)由图4可见，氨氮浓度较低时(2.5g/L)，亚硝酸盐氮的去除率在20%50%，低于有关文献报道(70%90%)，而当原水氨氮较高时(2.5g/L)，亚硝酸盐氮反而会积累增多。分析其原因可能是：生化池填料外表自养菌之间以及自养菌和异养菌之间对优势生长空间的竞争：异养菌因繁殖较快，占据生物膜的外表层一部分空间，而另外的绝大部分外表层空间那么为亚硝化细菌所占据，这样亚硝化细菌就处于对溶解氧和基质利用比较有利的位置；浊度经常较高，生物膜外表有淤泥，阻碍水中的溶解氧和
9、亚硝酸盐氮扩散到生物膜内硝化细菌的外表；氨氮浓度经常较高，生物膜较厚，扩散到膜内氧的速率及氧量受到限制2；原水氨氮浓度较高时，硝化菌和亚硝化菌对溶解氧的竞争：水中扩散到膜外表的氧量和膜内的氧量在一定曝气强度下根本是恒定的，亚硝化菌由于氧化较高浓度氨氮，消耗了大部分扩散到膜外表和膜内的溶解氧，这时虽然水中溶解氧较高，但透过膜到达硝化细菌外表的溶解氧已较低，硝化细菌由于得不到足够的溶解氧来氧化中间产物亚硝酸盐氮，因此导致生化池中亚硝酸盐氮积累增多。一般生化池的气水比维持在(0.51.0)1,那么池内溶解氧5.5g/L，故生化池的气水比不是影响亚硝酸盐氮积累的主要因素。试验中发如今生化池正常运行时，
10、影响生化池水中亚硝酸盐氮积累增多的主要因素为原水的氨氮含量、停留时间以及水温。4.2.4Dn的去除(见图5)由图5可见，Dn的去除率在0.5%25%。在水样测定时，偶尔会出现生化池出水Dn高于进水的情况，这可能是老化脱落的生物膜随水带出生化池所致。在气水比过大的情况下，这种情况经常发生。生化池去除水中有机物，一部分是通过微生物的直接分解，另一部分那么是和浊度一起通过絮凝作用除去。从试验可以看出，随原水氨氮浓度的升高，生化池对Dn的去除率呈下降趋势。4.2.5UV254的去除(见图6)由图6可见，生化池对UV254的去除率在1%15%之间，平均约8%。UV254和三卤甲烷的生成才能(THFP)有
11、很好的相关性，说明生化池对三卤甲烷前体物的去除效果有限。4.2.6浊度对去除氨氮及有机物的影响从试验可以看出，原水浊度在50200NTU时，对生化池去除氨氮和Dn的效果几乎没有影响；即使原水浊度有时400NTU，较高的浊度对氨氮和Dn的去除率也没有明显的影响。但是，处理较高浊度微污染原水的生化池，宜设机械排泥装置及时排泥，以防止池底污泥大量淤积，影响生化池的稳定运行。消费性应用说明，原水浊度在50200NTU，宜12h排泥一次，以保证生化池稳定的去除氨氮和有机物的效果。4.3除污染效果比照对于同时取某河原水的中试生化系统和水厂常规处理系统进展去除污染效果的比照，结果如表2所示。表2生化和常规处
12、理除污染效果比照%水质指标生化处理常规处理1234234氨氮平均去除率70.215.111.296.52.953.566.51Dn平均去除率10.027.212.549.722.710.032.7UV254平均去除率7.835.46.249.417.610.227.8注1为生物接触氧化池2为混凝沉淀池3为砂滤池4为总去除率从表2可看出，增加生物接触氧化预处理工艺，后续的混凝沉淀池和砂滤池都有一定的除氨氮才能，总平均去除率为26.3%，而水厂常规处理系统的去除才能极为有限，约为6.51%；两系统中的混凝沉淀池和砂滤池对Dn的总平均去除率分别为39.7%和32.7%，而且常规系统中预加氯在45g/
13、L，有害氯代副产物生成几率增大；生化系统中的后续工艺对UV254的总平均去除率为41.6%，而常规系统的约27.8%。通过比较，可知生物接触氧化预处理强化了后续常规处理工艺的生化除污染才能，显著进步了后续工艺的除污染效果。5结论生化池正常运行时，原水浊度经常在50200NTU，水温在2030，生化池对氨氮的去除率为60%80%、Dn的去除率为0.5%25%，较高浊度的冲击不会明显影响生化池去除污染的效果，但宜设机械排泥装置，每12h排泥一次，可保证生化池稳定运行。亚硝酸盐氮的去除主要和原水氨氮的浓度、停留时间和水温有关，在原水氨氮浓度较低时，去除率为20%50%，而原水氨氮浓度较高时那么亚硝酸盐氮反而会积累。生化池对UV254的去除率在1%15%，平均约8%。增加生物预处理的工艺系统和水厂的常规处理系统相比较，前者不但混凝沉淀池和砂滤池有显著的除污染效果，而且可以大大减少加氯量和有害氯代副产物的生成量。参考文献：1中国标准出版社.水质标准方法国家标准汇编S.中国标准出版社，1996.2JGarridi,etal.InfluenefDisslvedxygennentratinnNitriteAuulatininaBifilAirliftSuspensinReatrJ.Biteh.andBieng.,1997，(53)：168-173.
