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北方微污染水源水中氨氮的预处理去除技术研究

李晓波  
【摘要】:我国水源水稀缺的同时还存在着不同程度的污染问题。其中氨氮就是水源水污染中最常见的污染物之一。而且氨氮对水源水的污染还存在着季节性加剧的问题,这就使得季节性污染较明显的北方地区的氨氮污染情况更加显著。仅依靠常规的混凝沉淀过滤消毒的给水处理工艺对氨氮的去除非常有限,只能去除氨氮污染总量的百分之二十左右,难以满足存在季节性氨氮污染的北方地区的净化需求。所以在北方地区解决水源水中氨氮污染问题就更加的迫在眉睫和意义重大。为了解决北方地区的氨氮污染问题,本文拟通过建立一个以层次分析法为基础的评价体系,开展评价资料梳理和实施评价过程这三个环节对十一五和十二五“水污染控制与治理科技重大专项”中的BAF(曝气生物滤池)预处理-强化混凝技术,曝气生物滤池技术,季节性污染水源常规工艺强化处理技术,水源水高氨氮和冬季湿地对氨氮强化去除技术这四个已经成熟的水源水氨氮处理技术进行科学评价,评价出最适于北方地区微污染水源水的处理技术。最终各技术的得分依次为BAF预处理-强化混凝技术93.129分,曝气生物滤池技术95.975分,季节性污染水源常规工艺强化处理技术86.211分,水源水高氨氮和冬季湿地对氨氮强化去除技术89.135分。其中曝气生物滤池技术的评价结果最好,得分95.975分。所以曝气生物滤池技术在理论层面最适合作为北方微污染水源水的处理技术。然后对评价出的曝气生物滤池技术进行单级变双极的结构上调整与改进,并在不同温度,不同pH值,不同气水比,不同水力负荷条件下运行单级和双级曝气生物滤池,得到两者的最佳运行参数均为温度26-30℃,pH 7.1-8.0,气水比1.0:1.0,水力负荷4m~3/m~2·h。反冲洗后16h和24h分别对氨氮和高锰酸盐指数的去除效果恢复到反冲洗前水平。并根据两者的运行效果比较,确立反应器的最终形式为双极曝气生物滤池。最后分别在低温、常温和温度过渡期下以双级和最佳参数运行反应器,考察反应器运行效能。常温下对氨氮和有机物的去除效果都比较稳定,分别保持在80%和30%以上。下层滤料对去除率的贡献更大。在低温期,对氨氮和有机物的去处效果则减退明显。且下层滤料对去除率的贡献有所下降。在温度过渡期反应器对氨氮的净化效果现实随温度降低,然后当微生物适应低温后,开始有所回升。


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