新型生物濾池強化高藻高氨氮原水處理工藝研究.pdf

1、近年來全球氣候變暖與環(huán)境水體惡化趨勢仍未得到根本扭轉(zhuǎn)，湖庫藻類頻繁爆發(fā)，嚴重影響水體生態(tài)系統(tǒng)和人畜飲用水安全。為此，研發(fā)經(jīng)濟高效的污染原水強化除藻脫氮工藝技術(shù)，需求迫切。論文針對我國東部河網(wǎng)地區(qū)原水高藻高氨氮的水質(zhì)污染特征，研發(fā)了懸浮球填料-沸石-活性炭級配的新型曝氣生物濾池，開展了新型濾池工藝性能與參數(shù)優(yōu)化、長期運行過程消毒副產(chǎn)物生成風險評估、不同濾料對常規(guī)污染物與藻毒素的吸附降解特性和去除機理等研究，取得的主要研究成果如下：

2、　　1、針對我國東部河網(wǎng)地區(qū)原水的高藻高氨氮水質(zhì)污染特征，研發(fā)了沸石-GAC-懸浮球填料級配的新型生物濾池，啟動階段3組反應器的NH4+-N平均去除率分別為84.8±10.5％、95.6±2.5％和97.7±2.3％，TOC平均去除率分別為47.9±24.6％、54.4±22.9％和63.4±12.6％，藻細胞去除效率47.8±29.1％、59.2±25.1％和69.3±29.3％;相比于對照反應器(R1)，布設(shè)懸浮球生物填料的反應器(

3、R2、R3)具有較高的TOC，藻細胞和氨氮去除性能。當系統(tǒng)HRT降至4h、氣水比降為4∶1后，R3反應器NH4+-N平均去除率在90％以上，表明級配有懸浮球生物濾料的曝氣生物濾池具有高效的NH4+-N去除能力。進一步分析生物濾池處理過程消毒副產(chǎn)物生成潛能和風險發(fā)現(xiàn)，藻類有機物(AOM)氯化消毒過程易形成二氯乙酸、三氯乙酸和三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物，經(jīng)曝氣生物濾池處理后鹵乙酸生成風險明顯降低，但三氯甲烷的生成風險仍然較高。
　　2、研究

4、濾池中不同濾料對高藻高氨氮原水的污染物吸附和生物降解性能發(fā)現(xiàn)，藻細胞主要由濾料的吸附作用去除，3種濾料單獨作用下，藻細胞的去除率均能達到72.0％左右。TOC的去除主要通過沸石濾料的吸附以及GAC和懸浮球生物填料的生物降解作用，其中沸石和GAC對TOC的去除率分別為41％和60％。在氮素吸附方面，沸石可有效吸附NH4+-N，4h內(nèi)NH4+-N去除率達30％。GAC可有效進行生物硝化作用，GAC對NH4+-N的去除率為29.9％。沸石濾料

5、對NH4+-N的吸附過程和GAC對NH4+-N硝化過程均滿足一級動力學方程，其吸附動力學常數(shù)Ka和硝化反應動力學常數(shù)Kb分別為0.105h-1和0.008h-1。結(jié)果表明，3種濾料通過合適的濾料層級配，對NH4-N和TOC的去除效果優(yōu)于單一濾料處理效果累加，這種濾料組合方式具有明顯的生物濾池強化作用。
　　3、鑒于高藻原水生物處理過程存在藻毒素生成風險，研究了不同濾料對藻毒素的吸附和生物降解性能。結(jié)果表明，3種濾料對藻毒素均有一定