受污染饮用水源水生物处理工艺与技术

1 前言

随着我国工业的发展和人口的增加,环境污染也逐渐加剧,特别是水源的有机污染,对城镇居民的身体健康构成了极大的威胁。导致水源污染的主要原因是大量未经处理或处理未达标的城市污水和工业废水的直接排放,水源环境保护不力等人为污染与自然污染[1]。

2 受污染水源水水质特征

受污染水源的水质特点表现在4个方面:(1)受污染水源水的水质主要受排入的工业废水和生活污水影响,在江河水源上表现为氨氮,总磷,色度,有机物等含量超标。在湖泊水库水源上,表现为水库和湖泊水体的富营养化,并在一定时期藻类滋生,造成水质恶化,腐烂时腥臭逼人。(2)水中溶解性有机物大量增加。(3)一些有害微生物较难去除,如贾第氏鞭毛虫、隐孢子虫、军团细菌、病毒等。(4)内分泌干扰物质(又称环境荷尔蒙) 的去除效率不高,这些化学品不仅具有“三致”作用,还会严重干扰人类和动物的生殖功能[2]。

3 受污染饮用水源水生物处理工艺及技术

受污染饮用水源水的生物处理工艺包括生物预处理技术(生物膜法)、生物活性炭技术、膜生物反应器技术。

3.1 生物预处理

生物预处理是指在常规净水工艺之前增设生物处理工艺,借助于微生物群体的新陈代谢活动,对水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐及铁、锰等无机污染物进行初步去除。生物预处理技术包括以下几种:生物滤池、生物流化床、生物转盘和生物接触氧化法等。

3.1.1 生物滤池

生物滤池是目前常用的生物处理方法。通过布水装置流到滤池表面的水,以滴流形式下落,在滤池表面生成生物膜。通过生物膜的代谢活动,有机物被降解,使附着水层得到净化。其填料一般不被水淹没,也有填料完全被水淹没的。供氧是影响生物滤池净化功能的重要因素之一。微生物的代谢速度取决于有机物的浓度和溶解氧量,在一般情况下,氧较为充足,代谢速度只决定于有机物的浓度[3]。这种方法的特点是:处理效果稳定,污染物去除效率较高、污泥量少,受外界环境变化影响较小,有机物降解程度较高,净化较彻底,管理操作简单方便。

法国Annet Sur Marne采用生产规模的生物滤池,当进水氨氮低于lmg/L时,氨氮去除率在95%以上,TOC去除率达38%[4]。

同济大学和上海自来水公司合作,采用“立波—111”型滤料的塔式生物滤池对黄浦江原水进行处理。在水温20～25℃的条件下,水力负荷为12m3/m2·h时,原水经4m高的滤料层后,氨氮去除率超过60%,COD去除率为5～18%[5]。

3.1.2 生物流化床

生物流化床虽然在运行时能耗高,操作较为复杂,却具有填料比表面积大,水力负荷和处理效率高,其它技术经济指标优越等优点[6]。

上海市政工程设计院[7]利用生物流化床处理黄浦江原水,在小式的基础上进行了中试。在水力负荷为40m3/m2·h,水力停留时间为6min,水温为15-30℃的条件下,进水氨氮为0.5-2.0mg/L时,氨氮去除率平均为80%,对BOD

5

、COD

Mn

和TOC的去除率分别为27-48%、10-24%和12-22%。

3.1.3 生物转盘

生物转盘在污水处理中已被广泛采用,日前在给水处理中尤其是水源水污染较为严重的水处理中逐渐被研究者所采用。由于生物转盘上的生物膜能够周期地起动于空气与水两者之中,微生物能直接从大气中吸收需要的氧气(减少了溶液中氧传质的困难性),使生化过程更为有利地进行,转盘上生物膜生长的表面积大,生物量丰富,不会出现生物滤池中滤料堵塞情况,容易清理与维修管理,而且生物转盘有较好的耐冲方负荷的能力,运转费用较低,脱落生物膜也易于处理,但存在的不足之处是生物需要的接触时间较长,构筑物占地面积较大,且塑料盘片的价格较贵。

同济大学[8]采用生物转盘处理黄浦江原水的实验表明,在水温为23-31℃,水力负荷为0.25m3/m2·d,转盘外缘线速度为9.01～21.9m/min,浸没为40～60%的情况下,进水氨氮为1.01～3.96mg/L 时,氨氮平均去除率超过80%,COD

Mn

去除率近20%。因生物转盘占地面积较大,处理效果易受环境条件的影响,且对转动轴、盘片、驱动装置及水槽有较高的要求,故不适宜应用在处理水量较大的场合。

3.1.4 生物接触氧化

生物接触氧化法也叫做浸设式生物膜法,即是在池内设置人工合成填料,经过充氧的水以一定的速度流经填料,使填料上长满生物膜,水体与生物膜接触过程中,通过生物净化的作用使水中污染物质得到降解与去除,这种工艺是介于活性污泥法与生物过滤之间的处理方法,具有这两种处理方法的优点。接触氧化法的生物膜上生物相很丰富,除细菌外,球衣细菌等丝状菌也得以大量生长,并且还繁殖着多种种属的原生动物与后生动物[9]。

张力维等人利用生物接触氧化预处理技术处理微污染水源水,结果显示其对源水中氨氨、溶解性可生物降解有机物、铁、锰、浊度和藻类等均有较好的去除效果[10]。

3.2 生物活性炭技术

生物活性炭深度处理技术是国内外研究和应用比较多的一种饮用水净化技术,它是利用生长在颗粒活性炭上的微生物的生物氧化作用和生物过滤作用进行去除污染物的技术。该技术利用微生物的氧化作用,可以提高水中溶解性有机物的去除效果;可以延长活性炭的再生周期,减少运行费用;而且水中的氨氮可以被生物转化

受污染饮用水源水生物处理工艺与技术

郑洁1 周富强2

(1.江苏省泰州市高港区环境保护局 江苏泰州 225321; 2.北京百灵天地环保科技有限公司 北京 100000)

摘要:随着我国工业的发展和人口的增加,环境污染也逐渐加剧,饮用水源水也受到污染,这直接影响人类的生活。因此本文就受污染饮用水源水生物处理的工艺和技术作了简要的概括。资料表明,目前生物接触氧化是最常用的生物处理技术,膜生物反应器是最具潜力的生物处理工艺。

关键词:受污染 水源水 生物处理

中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1674-2060(2013)02-0038-02

作者简介:郑洁(1985-)女,汉族,江苏兴化人,助理工程师,于江苏省泰州市高港区环境保护局从事环境监测工作。

周富强(1986-)男,汉族,江苏盐城人,硕士研究生,工程师,北京百灵天地环保科技有限公司。

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