沸石-活性炭复合滤料生物滤池与O3-BAC组合工艺处理微污染水源水中试研究

摘要

目前，我国水体水质日益恶化，饮用水源水污染现象日趋严重，常规净水处理工艺难以有效去除受污染水源水中的有机物、氨氮等污染物，出水水质不能满足饮用水水质标准。因此，寻求高效、经济的微污染水源水处理工艺是一项重要而又迫切的课题。
　　 本课题以受污染的滏阳河水源水为试验原水，进行了“混凝沉淀+沸石-活性炭复合滤料生物滤池+O3-BAC”组合工艺深度处理微污染水源水的中试研究。研究了沸石-活性炭复合滤料对氨氮、有机物的静态吸附性能；通过考察水力负荷、气水比、温度、填装高度等对沸石-活性炭复合滤料生物滤池除污效果的影响，对沸石-活性炭复合滤料生物滤池进行运行参数优化控制及效果分析；为了从理论上进一步了解沸石-活性炭复合滤料生物滤池，根据试验条件和理论分析，建立了适用于沸石—活性炭复合滤料生物滤池的动力学模型；通过考察臭氧投加量、BAC柱滤速、BAC柱填装高度、温度等对O3-BAC工艺除污效果的影响，对O3-BAC工艺进行运行参数优化控制和效果分析；基于以上分析，本课题进行了“混凝沉淀+沸石-活性炭复合滤料生物滤池+O3-BAC”组合工艺的动态试验研究，对该组合工艺的净水效果进行考察。
　　 沸石-活性炭复合滤料静态吸附试验表明，该滤料对原水中的UV254和NH4+-N有一定的去除效果，且具有吸附迅速的特点。吸附40min后，对UV254的去除率为21.7％，对NH4+-N的去除率为34.5％。
　　 沸石-活性炭复合滤料对NH4+-N的吸附能力受吸附时间、滤料用量、氨氮浓度等因素的影响。在一定范围内，随着吸附时间、滤料用量以及氨氮浓度的增加，氨氮的去除率增大。通过静态吸附试验，得到沸石-活性炭复合滤料的吸附等温式。
　　 试验结果表明，沸石-活性炭复合滤料生物滤池的最佳运行条件为：进水流量为98.0L/h，水力负荷为5.0m/h，气水比为1.0。当水温为21～27.5℃时，在最佳运行条件下，沸石-活性炭复合滤料生物滤池对浊度、CODMn、UV254、NH4+-N、NO2--N、色度具有较好的去除效果，平均去除率分别为72.8％、30.2％、25.5％、76.8％、79.3％、69.4％。根据试验数据，确定其在低基质条件下去除有机污染物质的动力学模型为S/S0=exp(-0.0418h/q0.7414)。
　　 当臭氧接触时间为12～15min，臭氧投加量为2.0mg/L，BAC柱滤速为6.0m/h，水温为21～27.5℃时，O3-BAC工艺的除污效果最佳，对浊度、CODMn、UV254、NH4+-N、NO2--N、色度的平均去除率分别为61.2％、56.6％、65.9％、68.3％、98.3％、85.8％。
　　 控制BAC柱滤速为6.0m/h，对BAC柱不同炭层高度处的除污效果进行分析。试验结果表明，BAC柱对浊度的去除主要集中在前200mm高度范围内，对有机物和氨氮的去除主要集中在前600mm高度范围内，因此，综合考虑，BAC柱的最佳填充高度确定为600mm。
　　 本试验选用聚合氯化铝 (PAC)作为混凝剂，通过烧杯混凝试验确定最佳投加量为25mg/L。组合工艺中混凝池、斜板沉淀池、沸石-活性炭复合滤料生物滤池、臭氧接触池及BAC滤池的运行参数分别为：混凝剂PAC投加量为25mg/L，混凝池水力停留时间为20min，斜板沉淀池的水力停留时间为60min，沸石-活性炭复合滤料生物滤池滤速为5.0m/h，对应的空床接触时间(EBCT)为12min，气水比为1.0，臭氧接触时间控制在12～15min，臭氧投加量为2.0mg/L，BAC滤池滤速为6.0m/h，对应的空床接触时间(EBCT)为10min。在此运行条件下，组合工艺对CODMn、UV254、NH4+-N、NO2--N、浊度、色度的平均去除率分别为76.9％、80.5％、93.9％、99.7％、97.3％、95.8％。出水平均CODMn、UV254、NH4+-N、浊度、色度分别为1.81mg/L、0.031cm-1、0.12mg/L、0.29NTU、1.5度，出水NO2--N浓度小于0.003mg/L，低于检测限，出水水质优于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1 章 绪 论

第2 章 试验方案与方法

第3 章 沸石-活性炭复合滤料生物滤池运行效果研究

第4 章 O3-BAC 深度处理工艺参数优化及效果分析

第5 章 组合工艺处理效果分析

结论与建议

参考文献

致 谢

作者简介

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目