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全流程生物氧化法处理微污染原水
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-02-04 | 2356 次浏览 | 分享到:

      访上海市原水股份有限公司任总经理、党委书记上海管道纯净水公司董事长包承忠


许多水厂已经或正在准备采用生物接触氧化预处理(BCO)技术来提高水质,由于对生化处理缺乏深入了解及受传统预加氯处理的限制,现在已经运行的生化处理工艺并不能有效地去除有机污染物。在对预加氯与否所测得试验数据进行分析的基础上,我提出了全流程生物氧化(EPBO)的处理工艺。目前,对微污染原水的处理主要是在常规处理工艺的基础上增设生物接触氧化工艺(BCO)、臭氧氧化和生物活性炭滤池等,但采用BCO技术的水厂为防止藻类在后续处理构筑物内大量繁殖,往往在生物预处理出水中预加氯,从而使后续沉淀、过滤工艺的生物作用难以发挥。


     1 、预加氯对氨氮去除效果的影响为验证在含BCO工艺的后续净水系统中混凝沉淀池与滤池所具的生化作用,我于1999 年9月25日-1999年11月1日进行了在混凝沉淀前预加氯的试验,并将所测得参数与参比的C、Z两水厂的水质参数进行了比较。?


    试验中所投加的漂粉精量为2~4mg/L(漂粉精含有效氯约为60%),沉淀池出水余氯保持在0.6~1.0mg/L原水经BCO工艺处理后,出水中细菌、硝酸细菌或氨化细菌的含量增多,这些细菌在后续净水单元的载体上附着后继续发挥生物降解作用,此时的砂滤池已是 一种具有较强生物活性的生物-砂滤池。预加氯后,由于氯对水中的细菌及微生物有较强的杀灭作用,因而沉淀出水中细菌及微生物的含量较低。若进入砂滤池的水中也含有较高的余氯,同样会对滤料表面的细菌及微生物起着杀灭作用,因而预加氯后砂滤池的生物活性一般较差。


    常规工艺对氨氮的去除主要是氯和氨氮进行化学反应的结果,集中在混凝、沉淀两工艺中,同时还可能包括一些杂质胶体及吸附了氨氮的杂质颗粒的去除作用。无预加氯的常规工艺中,除了上述沉淀作用外,氨氮的去除是靠沉淀池中斜管管壁生长的和滤池滤 料表面附着的氨化细菌等的生物硝化作用。


    在设备进行检修时观察到斜管管壁表面生长着一层褐色的生物膜,取管壁表面的生物膜与生物接触氧化池中填料表面的生物膜进行镜检比较发现这层生物膜疏松且较厚(厚度约为0.3~0.45mm,是YDT填料上部生物膜厚的2~3倍),其表面的生物群落以苔藓虫、钟虫、轮虫群落为主,其中在苔藓虫的表面还附着有其他小型动物,管壁外部有黑褐色污物。同期对C、Z两水厂内的斜管取样镜检,发现在上部管壁有一些绿色藻类和苔藓虫群落,下部以一层较薄的淤泥为主,整个管壁显得较为干净。这些现象有力地解释了一般常规混凝沉淀作用对氨氮几乎无去除效果、但无预加氯的混凝沉淀池出水氨氮却可以有效降低的事实,究其原因是生化池出水中大量的氨化细菌和硝化细菌的存在及斜管壁上生长的生物膜硝化作用所致。


      2、 预加氯对CODMn去除效果的影响 常温下生化净水系统在混凝沉淀前预加氯与否对有机物的去效果差别并不明显,但从饮水安全的角度考虑,预加氯应当尽量避免,这样不但会减少大量卤化有机污染物的生成,还会提高处理水的毒理学安全性,同时还减少了氯耗,降低了水处理成本。


      3、 EPBO与常规工艺去除NO2-N的比较  水厂常规工艺砂滤池中存在着明显的亚硝化作用,NO2-N浓度的变化是由加氯 量和滤池亚硝化作用共同决定的,最后砂滤池出水NO2-N浓度的升高或降低取决于这两种作用的强弱。当澄清池出水余氯量较低时,砂滤池出水的NO2-N浓度大幅上升,后加氯量 为1~2mg/L已不足使出水NO2-N浓度<0.1mg/L;当澄清池出水余氯量较高时,砂滤池出水的NO2-N浓度有可能升高,但升幅不大,后加氯为1~2mg/L可使出厂水NO2-N浓度<0.1mg/L,所以在水源水氨氮浓度常年较高的净水厂,为了使出厂水浓度降到0.1mg/L或更低,关键在于抑制砂滤池的亚硝化作用,而这就必须提高加氯量。?进水量为1.0m3/h、有效水力停留时间为1.12h、混凝剂PAC投加量为5~10mg/L时的试 验结果表明,砂滤池对降低NO2-N浓度起到了决定性作用,出水NO2-N最高不超过0.05mg/L,一般为0.002mg/L(分析方法的检测限值),砂滤池NO2-N去除率几乎达到100%。 这是由于该系统生化池出水没有进行预加氯,微生物容易在砂上生长繁殖,形成了生物快滤池。尽管生化池对氨氮有很好的去除效果,但由于原水氨氮浓度较高,进入砂滤池的氨氮浓度降低不多,再有生化池出水的溶解氧较高也为硝化细菌的生长繁殖提供了良好的条件,因此砂 滤池中有很好的生物硝化作用。?


    还对原水及试验系统各单元出水的溶解氧浓度进行了测定,发现沉淀池和砂滤池出水溶解氧逐渐降低,表明此处有微生物耗氧作用发生。砂滤池溶解氧的降幅比沉淀池大得多,即砂滤池中微生物代谢活动更加旺盛,消耗的溶解氧也更多


4、 对EPBO的探讨在4或5级的生物处理工艺中,以沉淀池、各类澄清池或气浮池为主;反应池因为容积小,水的停留时间较短,可以不作调整。滤池可视情况而定,如需较大调整时则可维持现状,采用较低滤速时需注意防止滤池内产生亚硝化作用。BCO工艺中接触氧化池填料具有很大的比表面积,使较小的池内密集活性细菌,使有机物的转化比天然河床效率高得多。斜管内和石英砂滤料间有着良好的供微生物生长的水力条件,通过取消预加氯将常规净水工艺设备改造为既有反应、沉淀作用,又有生物膜 净化作用的生物活性设备是完全可行的,这样做会强化常规处理工艺去除有机物的效果。采取这样的措施,BT工艺便会成为BTBC工艺(TB表示生物处理化的常规净化工艺),而BTC、BTOC也相应地变成BTBC、BTBOC工艺,从而实现了EPBO工艺,达到了提高出水水质的目的。

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