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生物预处理/超滤组合工艺处理华南山区水库水研究

王小波  
【摘要】:农村饮用水安全问题是国家近年来重点关注解决的民生问题。我国很多农村地区没有有效的饮用水处理措施,直接饮用天然原水;即使有些地方建设有水处理设施,也普遍存在处理技术落后,管理水平欠缺,水处理设备不能良好运行的问题,农村饮水安全不能得到有效保障。传统水处理工艺冗长复杂,维护难度大,且存在加药量较多等缺点,不适合在农村地区采用。在水处理工艺方面应该针对农村水源水质较好的特点进行科学设计,寻求更适合农村发展水平和水质特点的绿色水处理工艺。本研究针对华南某山区水库优质水源水,开发生物预处理耦合超滤的短流程绿色饮用水处理工艺(包括生物活性炭-超滤(BAC-UF)和曝气生物滤池-超滤(BAF-UF)),通过考察组合工艺的产水水质,并和直接超滤工艺(UF)进行对比,研究了其污染物去除效能以及生物预处理对产水水质的提升水平和对超滤膜污染的影响,最后进行了超滤膜污染机理和污染物识别研究,以期为膜污染控制提供技术支持。水处理效能研究结果表明,在试验条件下,UF工艺对浑浊度、UV254、CODMn、氨氮、DOC的平均去除率分别为98.94%、20%、22.32%、20.87%、28.9%;BAF-UF工艺对浑浊度、UV254、CODMn、氨氮、DOC的平均去除率分别为98.94%、20%、26.48%、81.58%(后期92.71%)、34.43%;BAC-UF工艺对浑浊度、UV254、CODMn、氨氮、DOC的平均去除率分别为99.1%、40%、35.27%、95.72%、49.74%,增加生物预处理后,有机物和氨氮的去除效能有所提升,BAC-UF的水处理效能优于BAF-UF。其中,有机物去除效能提升不显著,这是因为贫营养水质不利于微生物的生长,氨氮的去除效能有较大提升,无生物预处理的直接超滤,水质氨氮不能达标。BAC-UF、BAF-UF工艺在试验条件下均可实现优质供水,保障饮用水安全。膜污染研究结果表明,增加了生物预处理的超滤通量下降比直接超滤低20%左右,表明生物预处理有效缓解了膜污染。膜污染模型拟合结果表明,试验条件下三种工艺过滤模型都是以标准堵塞和滤饼层过滤为主要机理;膜污染识别表明,有生物预处理(BAC)时,超滤膜的污染主要由微生物代谢产生的蛋白质类物质和原水中的腐殖质类物质形成,没有生物预处理时的膜污染主要由腐殖质类物质形成,本试验由于BAF的生物预处理效果差,生物量少,膜污染主要由腐殖质类物质形成。三种工艺的运行费用分别为:UF工艺:0.2582元/吨,BAC-UF工艺:0.2954元/吨,BAF-UF工艺:0.4218元/吨。试验结果表明,BAC-UF、BAF-UF工艺对于农村地区的优质水源水,可以实现优质供水,保障饮水安全,且运行费用较低,是一种操作简单、短流程的绿色水处理工艺,适合在农村水处理工程建设中选用。


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