微污染水源的飲用水處理

1、第十一章第十一章 微污染水源的飲用水處理微污染水源的飲用水處理第一節(jié) 水源的污染及其危害 1.11.1微污染水源的水質(zhì)特點(diǎn)及危害微污染水源的水質(zhì)特點(diǎn)及危害 微污染水源的概念 微污染水源是指水的物理、化學(xué)和微生物指標(biāo)已不能達(dá)到地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中作為生活飲用水源水的水質(zhì)要求。水體中污染物單項(xiàng)指標(biāo)，如濁度，色度，臭味、硫化物、氮氧化物、有害有毒物質(zhì)（如重金屬Hg、Mn、Cr、Pb、As等）、病原微生物等有超標(biāo)現(xiàn)象，但多數(shù)情況下是受有機(jī)物微量污染的水源。微污染水的概念水中的主要微污染物水中的主要微污染物有機(jī)物有機(jī)物氮氮嗅味嗅味三致物質(zhì)三致物質(zhì)鐵錳等鐵錳等u一般來說，一般來說， 受污染江河水體中主要包

2、括石油烴、受污染江河水體中主要包括石油烴、 揮發(fā)酚、揮發(fā)酚、 氨氮、氨氮、 農(nóng)藥、農(nóng)藥、CODCOD、重金屬、砷、重金屬、砷、 氰氰化物等，化物等， 這些污染物種類較多，這些污染物種類較多， 性質(zhì)較復(fù)雜，性質(zhì)較復(fù)雜，但濃度比較低微，但濃度比較低微， 尤其是那些難于降解、尤其是那些難于降解、 易于易于生物積累和具有三致作用的優(yōu)先控制有毒有機(jī)污生物積累和具有三致作用的優(yōu)先控制有毒有機(jī)污染物，染物， 對(duì)人體健康毒害很大。對(duì)人體健康毒害很大。 u由于我國目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，由于我國目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力， 無法在較短時(shí)間內(nèi)控?zé)o法在較短時(shí)間內(nèi)控制水源污染，改變水源水質(zhì)低劣的現(xiàn)狀，因而人制水源污染，改變水源水質(zhì)低劣的

3、現(xiàn)狀，因而人們不得不采用新的處理方法來保證飲用水的安全們不得不采用新的處理方法來保證飲用水的安全和人們的健康。經(jīng)過幾十年的研究探索，開發(fā)出和人們的健康。經(jīng)過幾十年的研究探索，開發(fā)出了許多凈化新工藝。了許多凈化新工藝。1234微污染水源的水質(zhì)特點(diǎn)微污染水源的水質(zhì)特點(diǎn)氨氮濃度升高水中溶解性有機(jī)物大量增加嗅味明顯致突變性的Ames實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈陽性1.21.2污染物的種類和各種參數(shù)污染物的種類和各種參數(shù)水中污染物質(zhì)膠體有機(jī)物傳統(tǒng)有機(jī)污染物人工合成有機(jī)物腐殖質(zhì)耗氧有機(jī)物藻類有機(jī)物 有機(jī)物的水質(zhì)分析 水中有機(jī)物種類繁多，成分復(fù)雜。目前國內(nèi)外均采用測(cè)定有機(jī)物替代參數(shù)，以衡量水中的有機(jī)物總量的情況。這些替代參數(shù)

4、主要有CODcr,CODMn和TOC等。 CODcr：在強(qiáng)酸性溶液中，以重鉻酸鉀為氧化劑測(cè)得的化學(xué)需氧量。采用重鉻酸鉀與濃硫酸氧化法，能氧化水中絕大部分有機(jī)物。 CODMn：也稱耗氧量。用高錳酸鉀作為氧化劑，只能氧化水中部分易氧化的有機(jī)物。 TOC：總有機(jī)碳。它比BOD5或COD 更能直接表示有機(jī)物的總量。因此常被用來評(píng)價(jià)水體中有機(jī)物污染的程度。采用非分散紅外TOC分析儀 UV254:254nm波長(zhǎng)下水樣的紫外吸光度.紫外吸光度對(duì)于測(cè)量水中天然有機(jī)物如腐殖質(zhì)等具有重要意義。第二節(jié) 生活飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，不少地區(qū)水資源短缺，有的城市飲用水水源污染嚴(yán)重，居民生活飲用水安

5、全受到威脅。1985年發(fā)布的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB574985）已不能滿足保障人民群眾健康的需要。為此，衛(wèi)生部和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，聯(lián)合發(fā)布新的強(qiáng)制性國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB57492006） 常規(guī)指標(biāo) 感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo) 色度，渾濁度，pH，溶解性總固體，總硬度 ，耗氧量，鐵，錳，氯化物硫酸鹽 毒理學(xué)指標(biāo) 主要有砷，氟化物，氰化物等 細(xì)菌學(xué)指標(biāo) 總大腸菌群，細(xì)菌總數(shù)，游離余氯 放射性指標(biāo)第三節(jié) 有機(jī)物的去除 3.1水中有機(jī)物的特性 溶解性大分子有機(jī)物溶解性大分子有機(jī)物 被大分子有機(jī)物包圍的顆粒被大分子有機(jī)物包圍的顆粒 生物態(tài)顆粒有機(jī)物和油的乳濁液生物態(tài)顆粒有機(jī)

6、物和油的乳濁液 3.2常規(guī)處理工藝去除有機(jī)物的效果常規(guī)處理混凝沉淀澄清過濾消毒 常規(guī)處理的對(duì)象主要是水中的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌 常規(guī)處理去除的有機(jī)物主要為相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的部分，對(duì)低分子量有機(jī)物去除作用很小。常規(guī)處理對(duì)有機(jī)碳去除基本在40%以下，一般為30%。因此如果希望提高給水處理中對(duì)有機(jī)物的去除效率，單純依靠常規(guī)處理是不可能實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)水處理技術(shù)及問題p典型工藝典型工藝絮凝沉淀過濾消毒n 感官指標(biāo)差n有機(jī)物去除率低n采用氯消毒時(shí)，易形成三致物n對(duì)內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的去除率低n管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性差，易變化p存在問題存在問題色度高，嗅覺差TOC，COD去除率一般只為20%40%致畸形，致突

7、變，致癌癥微污染水源水處理對(duì)策分析微污染水源水處理對(duì)策分析 根據(jù)水源水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，針對(duì)微污染水源水的現(xiàn)狀，主要可行的處理對(duì)策有： （1）強(qiáng)化傳統(tǒng)水處理工藝的處理效果，如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化沉淀、強(qiáng)化過濾等； （2）在原有常規(guī)處理工藝前增加預(yù)處理工藝； （3）在原有常規(guī)處理工藝后增加深度處理工藝； （4）超聲波降解技術(shù) （5）尋求新型微污染水源水處理工藝等； （6）常規(guī)處理、生物處理和深度處理工藝組合工 藝 改進(jìn)新處理流程處理流程預(yù)處理常規(guī)處理深度處理第四節(jié) 強(qiáng)化常規(guī)水處理技術(shù) 強(qiáng)化傳統(tǒng)水處理工藝的處理效果包括 強(qiáng)化混凝 強(qiáng)化沉淀 強(qiáng)化過濾 4.1強(qiáng)化混凝技術(shù)強(qiáng)化混凝技術(shù) 強(qiáng)化混凝技術(shù)主要是通

8、過改善混凝劑性能和優(yōu)化混凝工藝條件，提高混凝沉淀工藝對(duì)有機(jī)污染物的去除效果。 強(qiáng)化混凝主要方式有： （1）提高混凝劑投加量使水中膠體脫穩(wěn)、凝聚沉降； （2）增加投入絮凝劑或助凝劑，增強(qiáng)吸附 和架橋作用，使有機(jī)物絮凝下沉； （3）投加新型高效的混凝 / 絮凝藥劑； （4）改善混凝/ 絮凝條件，如優(yōu)化水力學(xué)條件、調(diào)整工藝pH等。 其中，增投助凝劑和采用新型高效處理藥劑是強(qiáng)化混凝技術(shù)的主要措施和發(fā)展方向。以高錳酸鉀作助凝劑、鐵鹽作混凝劑可以強(qiáng)化對(duì)微污染水源水的處理效果。采用新型高錳酸鹽復(fù)合藥劑可以強(qiáng)化混凝效果，同時(shí)發(fā)揮高錳酸鹽的氧化作用，有效提高水源水中的有機(jī)污染物的去除效率。近年來，新型、高效的混

9、凝 / 絮凝藥劑的研制和應(yīng)用，在一定程度上促進(jìn)了強(qiáng)化混凝技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐。 4.2強(qiáng)化沉淀技術(shù)強(qiáng)化沉淀技術(shù) 沉淀分離是常規(guī)給水處理工藝的重要組成部分，沉淀分離的效果對(duì)后續(xù)處理工藝和最終出水水質(zhì)有較大影響。微污染水源水由于有機(jī)污染的增加，水中除了含有懸浮物和膠體物質(zhì)外，還含有大量的可溶性有機(jī)物、各種金屬離子、鹽類、氨氮等有機(jī)和無機(jī)成分，對(duì)常規(guī)沉淀去除效果帶來了一定的影響。 可以通過以下幾種方式： （1）投加高效新型高分子絮凝劑，提高絮凝體的沉降特性； （2）優(yōu)化改善沉淀池的水力學(xué)條件，提高沉淀效率； （3）提高絮凝顆粒的有效濃度。 當(dāng)水進(jìn)入沉淀區(qū)后，在水中很快形成懸浮狀態(tài)的整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過濾層，進(jìn)

10、池原水通過該過濾層以自下而上的分離清水和自上而下濃縮絮凝泥渣的過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)原水中有機(jī)物進(jìn)行連續(xù)性網(wǎng)捕、掃裹、吸附、共沉等從而提高其沉淀分離效果。 4.3強(qiáng)化過濾技術(shù)強(qiáng)化過濾技術(shù) 在傳統(tǒng)過濾工藝中一般可以通過預(yù)加氯來抑制濾料中的微生物生長(zhǎng)，提高濾池的過濾周期，此時(shí)在濾料中不存在或有較少生物降解作用。強(qiáng)化過濾技術(shù)可以通過在不預(yù)加氯的條件下，在濾料表面培養(yǎng)繁育微生物，利用微生物的生長(zhǎng)繁殖活動(dòng)去除水中的有機(jī)物；也可以通過采用新型、改性濾料等的使用提高過濾工藝對(duì)濁度、有機(jī)物等的去除效果。 前種方式要求具有較高的運(yùn)行管理?xiàng)l件，即要控制適宜的反沖洗強(qiáng)度保證在濾料反沖洗過程中能沖去沉積污泥而又能保留一定的生物

11、膜，同時(shí)要求在運(yùn)行過程中能夠創(chuàng)造有利于微生物生長(zhǎng)的微環(huán)境。采用新型、改性濾料強(qiáng)化過濾技術(shù)近年來受到了較多的研究和關(guān)注，在強(qiáng)化過濾技術(shù)中取得了一定的進(jìn)展。第四節(jié) 微污染水源預(yù)處理技術(shù)吸附預(yù)處理吸附預(yù)處理化學(xué)氧化預(yù)處理化學(xué)氧化預(yù)處理生物法預(yù)處理生物法預(yù)處理吹脫法吹脫法1234強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝 吸附預(yù)處理吸附預(yù)處理主要是利用吸附劑的吸附特性去除微污染水源水中的有機(jī)污染物，常用的吸附劑有活性炭、粘土、硅藻土、沸石等。吸附預(yù)處理技術(shù)目前也存在回收再利用的問題，如果所投加吸附劑不能有效地再生利用，勢(shì)必會(huì)增加工藝的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)系統(tǒng)的排泥量也會(huì)加大。因此，尋求價(jià)廉、可方便再生的吸附劑，研究適宜的吸附劑再生技

12、術(shù)是吸附預(yù)處理微污染水源水需要研究和解決的主要問題。新工藝預(yù)處理工藝活性碳吸附粉末活性炭顆粒活性炭柱狀活性炭其他活性炭分類粒度小于0.175mm的活性炭，吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生困難，一般不能重復(fù)使用 粒度大于0.175mm的活性炭，價(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，操作管理方便 成柱狀的活性炭 活性炭纖維、活性炭纖維毯、活性炭布等吸附法新工藝預(yù)處理工藝簡(jiǎn)介：沸石是一族具有連通孔道、呈架狀構(gòu)造的含水鋁硅酸鹽礦物。特殊的晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)使沸石擁有離子交換、高效選擇性吸附、 催化等優(yōu)異性能和環(huán)境屬性, 從而能有效的治理各種污水。優(yōu)點(diǎn)：沸石對(duì)氨氮、 極性有機(jī)物有較好的去除能力，價(jià)格便宜。沸石吸

13、附法新工藝預(yù)處理工藝沸石對(duì)氨氮、 極性有機(jī)物有較好的去除能力; 而非極性吸附劑活性炭對(duì)大部分有機(jī)物有良好的去除效果, 兩者的吸附性能具有互補(bǔ)性, 可組合使用對(duì)微污染原水進(jìn)行深度處理。利用沸石、 活性炭聯(lián)合吸附工藝處理原水, 其工藝流程為:原水沸石吸附柱活性炭吸附柱出水沸石為用 NaCl 活化后、粒徑 0.5 1.0mm 的沸石顆粒。試驗(yàn)表明, 該工藝對(duì)COD、Mn、 濁度、 氨氮、 三氯甲烷的去除率分別在 10%、 60%、 95%和 40%以上, 對(duì)水中苯酚、 陰離子洗滌劑 ( LAS ) 和三氯甲烷的去除率分別在 60%、 89%、 99%以上。除此以外, 沸石與活性炭組合使用可減少活性炭

14、濾層反沖洗和活化次數(shù), 延長(zhǎng)活性炭使用壽命, 降低制水成本。沸石與活性碳聯(lián)用：吸附法生物法化學(xué)氧化法吹脫法新工藝預(yù)處理工藝p簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介吸附法生物法化學(xué)氧化法吹脫法化學(xué)氧化預(yù)處理是指在原水中加入強(qiáng)氧化化學(xué)氧化預(yù)處理是指在原水中加入強(qiáng)氧化劑，劑， 利用強(qiáng)氧化劑的氧化能力，利用強(qiáng)氧化劑的氧化能力， 去除水去除水中的有機(jī)污染物，中的有機(jī)污染物， 提高混凝沉淀效果。提高混凝沉淀效果。 常用的氧化劑有氯氣、常用的氧化劑有氯氣、 臭氧、臭氧、 高錳酸鉀、高錳酸鉀、 過氧化氫等過氧化氫等?；瘜W(xué)氧化法化學(xué)氧化法 常用的氧化劑有氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧、雙氧水、高錳酸鉀等。氯氣由于能和水中的有機(jī)污染物反應(yīng)生成

15、消毒副產(chǎn)物如三鹵甲烷（THMs），采用二氧化氯、次氯酸鈉等代替氯氣進(jìn)行預(yù)氧化可以在很大程度上控制、減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。新工藝預(yù)處理工藝生物法預(yù)處理是在常規(guī)的凈水工藝之前增設(shè)生物處理工藝，借助微生物群體的新陳代謝活動(dòng)， 去除水中的有機(jī)污染物、氨氮、亞硝酸鹽及鐵、錳等無機(jī)污染物。由于微污染水中的有機(jī)物含量低，只能采用生物膜式反應(yīng)器，目前應(yīng)用的生物預(yù)處理工藝主要有生物接觸氧化法、 生物陶粒濾料濾池、 生物膨化床與流化床等。p簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介吸附法生物法化學(xué)氧化法吹脫法生物法生物法 生物處理對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理 微生物對(duì)小分子有機(jī)物的降解 微生物胞外酶對(duì)大分子有機(jī)物的分解作用 生物吸附絮凝作用新工藝預(yù)處理工藝

16、新工藝預(yù)處理工藝吸附法生物法化學(xué)氧化法吹脫法吹脫法指直接向水中曝氣以去除水源水中大部分揮發(fā)性物質(zhì)吹脫法指直接向水中曝氣以去除水源水中大部分揮發(fā)性物質(zhì),其中其中有揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)、有揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)、 NH3 和和H2S 等還原劑。通過曝氣水中溶解氧等還原劑。通過曝氣水中溶解氧含量增加含量增加, 可氧化分解水中部分有機(jī)物可氧化分解水中部分有機(jī)物, 還使得水中膠體脫穩(wěn)還使得水中膠體脫穩(wěn), 有助有助于水廠的后續(xù)處理。于水廠的后續(xù)處理。 曝氣還可降低水中的藻類和有機(jī)污染物產(chǎn)生的異臭和色度。曝氣方曝氣還可降低水中的藻類和有機(jī)污染物產(chǎn)生的異臭和色度。曝氣方式可根據(jù)后續(xù)處理進(jìn)行選擇。采用單純的曝氣吹脫預(yù)處理方式

17、式可根據(jù)后續(xù)處理進(jìn)行選擇。采用單純的曝氣吹脫預(yù)處理方式, 投投資少資少, 管理運(yùn)行簡(jiǎn)單管理運(yùn)行簡(jiǎn)單, 對(duì)于后續(xù)處理有一定的作用對(duì)于后續(xù)處理有一定的作用, 但是其有難揮發(fā)但是其有難揮發(fā)機(jī)物和氨氮去除率較低機(jī)物和氨氮去除率較低, 所以一般把曝氣和其他工藝進(jìn)行組合所以一般把曝氣和其他工藝進(jìn)行組合。p簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介吹脫法第六節(jié) 生物預(yù)處理 6.1生物預(yù)處理法 目的：去除那些常規(guī)處理方法不能有效去除的污染物，如可生物降解的有機(jī)物，人工合成的有機(jī)物和氨氮、亞硝酸鹽氮及鐵、錳等無機(jī)污染物。 由于在低營養(yǎng)條件下生存的貧營養(yǎng)微生物通常是以生物膜的形式存在的， 所以微污染水源水的生物預(yù)處理方法主要是生物膜法。由于微污染

18、水中的有機(jī)物含量低，只能采用生物膜式反應(yīng)器，目前應(yīng)用的生物預(yù)處理構(gòu)筑物主要有生物接觸氧化池 生物陶粒濾料濾池 生物轉(zhuǎn)盤預(yù)處理生物法1-原水箱；原水箱；2-進(jìn)水泵；進(jìn)水泵；3-液位控制器；液位控制器；4-膜膜-生物反應(yīng)器；生物反應(yīng)器；5-出水出水泵；泵；6-鼓風(fēng)機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)；7-膜組件；膜組件；8-時(shí)間控制器；時(shí)間控制器；9-壓差計(jì)壓差計(jì)膜膜-生物反應(yīng)器工藝流程圖生物反應(yīng)器工藝流程圖 6.2 生物接觸氧化法 生物接觸氧化法屬于好氧生物膜法的一種，是在生物濾池基礎(chǔ)上，從接觸曝氣法改良、演變而來的，因此又稱為“浸沒式濾池法”、“接觸曝氣法”和“淹沒式生物膜法”等。 生物接觸氧化池內(nèi)內(nèi)設(shè)置填料，填料淹沒

19、在污水中，填料上長(zhǎng)滿生物膜，污水與生物膜接觸的過程中，水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨后流入二沉池后被去除，污水得到凈化。生物接觸氧化池的曝氣空氣通過設(shè)在池底的布?xì)庋b置進(jìn)入水流，隨氣泡上升時(shí)向微生物提供氧氣。生物接觸氧化池的構(gòu)造生物接觸氧化池平面形狀一般采用矩形，進(jìn)水端應(yīng)有防止短流措施，出水一般為堰式出水，圖1為生物接觸氧化池的構(gòu)造示意圖。出水渠穩(wěn)定水層出水池體填料布?xì)庋b置進(jìn)水空氣圖1 生物接觸氧化池的構(gòu)造示意圖預(yù)處理生物法生物接觸氧化反應(yīng)器生物接觸氧化反應(yīng)器進(jìn)氣口出水口出水渠填料進(jìn)水口 生物接觸氧化法的基本原理是在曝氣池中填充填料，經(jīng)曝氣的污水流

20、經(jīng)填料層，使填料顆粒表面長(zhǎng)滿生物膜，污水和生物膜相接觸，在生物膜中微生物的作用下，污水得到凈化 生物接觸氧化法的主要特征是：采用浸沒在水中高孔隙率、大比表面積的填料，在其表面為微生物附著生長(zhǎng)提供好氧生物膜。因其表面積大，可附著的生物量大，同時(shí)因其孔隙率大，基質(zhì)的進(jìn)入和代謝產(chǎn)物的移出，以及生物膜自身更新脫落，均較為通暢，使得生物膜能保持高的活性和較高的生化反應(yīng)速率。由于接觸氧化法需要像活性污泥法那樣不斷向水中曝氣供氧，以及在高負(fù)荷時(shí)絲狀菌密集，形成垂絲狀，如同活性污泥一樣，在水中呈立體結(jié)構(gòu)，處于漂浮狀態(tài)，并且，在氧化池的流態(tài)及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面，接觸氧化法與完全混合的活性污泥法相同，因而它兼活性污泥

21、法的特點(diǎn)。 生物接觸氧化池對(duì)填料的要求 生物接觸氧化池填料要求對(duì)微生物無毒害、易掛膜、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、抗老化、比表面積大和孔隙率高。目前采用的填料主要有聚氫乙烯塑料、聚丙烯塑料、環(huán)氧玻璃鋼等做成的蜂窩狀和波紋板狀填料，纖維組合填料，立體彈性填料等，下圖為常見的三種填料。 纖維組合填料立體彈性填料蜂窩狀填料4.2彈性立體填料生物接觸氧化池彈性填料生物接觸氧化工藝彈性填料生物接觸氧化工藝 彈性立體填料是由許多根富有彈性的、直徑0.5mm左右的聚烯烴類塑料短絲串接在中心繩上而成，各條填料單元的上下端分別平行的垂直固定在生化池中的吊索或吊桿上。各填料單元在平面上通常呈梅花形組裝布置。 4.3曝氣生物濾池

22、 曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，即也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長(zhǎng)的載體，并根據(jù)污水流向不同提供微生物膜生長(zhǎng)的載體，并根據(jù)污水流向不同分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜

23、通過生化反應(yīng)得到降解，填料同時(shí)起表面生物膜通過生化反應(yīng)得到降解，填料同時(shí)起到物理過濾作用到物理過濾作用 該技術(shù)的基本特點(diǎn)：該技術(shù)的基本特點(diǎn)：具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脫氮的作用，其最大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果的前提使處理工藝簡(jiǎn)化。此外，曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高。 結(jié)構(gòu)概述：結(jié)構(gòu)概述：曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長(zhǎng)的載體，并根據(jù)污水流

24、向不同分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到降解，填料同時(shí)起到物理過濾作用。 曝氣生物濾池 曝氣生物濾池用作受污染水源水的預(yù)處理工藝，濾料選用合適的凈水用陶粒。 生物陶粒作為填料，它的空隙率高，比表面積可達(dá)3.99mg,粒徑一般為25mm，原料的來源廣。乙烯類研究和應(yīng)用表明，以生物陶粒作為填料的生物接觸氧化床處理多種原水都有較好的效果。生物陶粒濾池簡(jiǎn)介：采用陶粒為填料的曝氣式生物濾池，陶粒比表面積大，具有一定的吸附性能，微生物附著力強(qiáng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：池內(nèi)能夠保持大量的生物量，再由于

25、截留作用，污水處理效果好，勿需污泥回流，也無污泥膨脹之慮，如反沖洗全班自動(dòng)化，則維護(hù)管理也非常方便。 4.4生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤(Rotating Biological Contactor簡(jiǎn)稱 RBC)是一種生物膜法廢水處理技術(shù)，開創(chuàng)于20世紀(jì)五六十年代。生物轉(zhuǎn)盤主要由盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)裝置所組成其整個(gè)處理過程為：轉(zhuǎn)盤浸入或部分浸入充滿廢水的接觸反應(yīng)槽內(nèi)，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤一起以一定的線速度不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤交替的與廢水和空氣接觸，經(jīng)過一段時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)后，盤片上將附著一層生物膜。在轉(zhuǎn)入廢水中時(shí)，生物膜吸附廢水中的有機(jī)污染物，并吸收生物膜外水膜中的溶解氧，分解有機(jī)物，微生物在這一

26、過程中以有機(jī)物為營養(yǎng)進(jìn)行自身繁殖；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)出廢水時(shí)，空氣不斷的溶解到水膜中去，增加其溶解氧。生物膜交替的與廢水和空氣接觸，變成一個(gè)連續(xù)的吸氧、吸附、氧化分解過程。生物轉(zhuǎn)盤法常采用多級(jí)串聯(lián)處理方式，以取得更好的效果。第七節(jié) 微污染水源深度處理技術(shù) 微污染水源水深度處理技術(shù)是指在常規(guī)處理工藝之后，增加能夠?qū)⒊Ｒ?guī)工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物進(jìn)行有效去除的工藝技術(shù)，以提高和保證飲用水的水質(zhì)。目前，研究和應(yīng)用較多的深度處理技術(shù)主要有：臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧 - 活性炭聯(lián)用、膜過濾、光催化氧化等。深度處理技術(shù)是目前微污染水源水處理領(lǐng)域研究和關(guān)注的熱點(diǎn)之一，也是提升處理水水質(zhì)、應(yīng)對(duì)地表水源

27、污染嚴(yán)重的最有效的對(duì)策之一 7.1臭氧氧化、活性炭吸附處理技術(shù)臭氧氧化、活性炭吸附處理技術(shù) 1、臭氧氧化技術(shù) 是指利用氧化劑 O3不同的氧化能力氧化降解原水中的溶解性有機(jī)污染物。氧化法在脫色、除臭、除味、殺滅病菌方面的效果很顯著，但只能將水中部分大分子有機(jī)物氧化分解成小分子有機(jī)物，很難將有機(jī)物完全礦化，氧化分解成的小分子有機(jī)物在后續(xù)過程中易于形成一些有毒有害的副產(chǎn)物，另外，氧化過程需要大量能量，費(fèi)用較高。臭氧對(duì)人工合成有機(jī)物的氧化去除作用已有大量的研究，其對(duì)苯并螢蒽、苯并芘、苯、二甲苯、苯乙烯、氯苯和艾氏劑等有較強(qiáng)的氧化分解能力。 2、活性炭處理技術(shù) 是利用活性炭所具有巨大的比表面積和發(fā)達(dá)的空

28、隙，使水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在其表面而去除的方法。在生活飲用水處理時(shí)，用以去除水的嗅味以及酚、鹵代甲烷、微量有機(jī)物、各種有毒有害物質(zhì)和剩余氯等；高純水制備時(shí)，在離子交換之前預(yù)先用活性炭去除水中有機(jī)物、微生物、膠體和余氯。 活性炭通常分為粉末狀炭（PAC）和顆粒狀炭（GAC）。在水處理中，顆?；钚蕴繎?yīng)用較多，處理效果也較穩(wěn)定，但價(jià)格較貴，處理構(gòu)筑物的基建和運(yùn)行費(fèi)用較高，且存在 GAC 濾池內(nèi)易滋生細(xì)菌、產(chǎn)生亞硝酸鹽和對(duì)短期或突發(fā)性污染適應(yīng)性差等不足。而 PAC 價(jià)格便宜，基建投資省、不增加特殊設(shè)備和構(gòu)筑物，適用于水質(zhì)季節(jié)性惡化及突發(fā)性事故的水源凈化處理。PAC 不足之處在于炭末飛揚(yáng)，操作條件

29、差，一次使用后即須丟棄，增加處理費(fèi)用，帶來污泥處置困難，且有時(shí)會(huì)從濾池中泄漏出來而影響配水系統(tǒng)的水質(zhì)。3、臭氧-活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)臭氧-活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)是利用臭氧 的氧化能力和活性炭的吸附能力去降解長(zhǎng) 鏈、大分子的難降解有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化為 較小且可降解的有機(jī)物。改變有機(jī)物的可 生化性及吸附性， 炭床中大量好氧微生物 對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解。 臭氧活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又繼續(xù)氧化的方法，揚(yáng)長(zhǎng)避短，這一工藝可使活性炭充分發(fā)揮吸附作用。 在炭層中投加臭氧，可使水中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子，改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài)，提供了有機(jī)物進(jìn)入較小孔隙的可能性，使大孔內(nèi)與炭表面

30、的有機(jī)物得到氧化分解，使活性炭可以充分吸附未被氧化的有機(jī)物，從而達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的。臭氧-活性碳法優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：提高處理效率， 延長(zhǎng)活性炭的使用壽命，原水中所含的高分子腐殖酸和富里酸不易被活性炭吸附， 但臭氧氧化后， 變成了可吸附的小分子物質(zhì)， 提高了活性炭的吸附效果缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：近年來的研究表明臭氧化物同樣會(huì)生成許多有害副產(chǎn)物。當(dāng)水中含溴離子 （Br -） 時(shí)， 臭氧可氧化其為亞溴酸鹽 （BrO 2-），溴酸鹽 （BrO 3-）等。溴酸鹽被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為有可能對(duì)人體致癌的化合物。 7.2膜過濾深度處理技術(shù)膜過濾深度處理技術(shù) 膜過濾是微污染水源水深度處理領(lǐng)域中另一個(gè)重要、高效的深

31、度處理手段，以微濾、超濾、納濾、反滲透為主的膜過濾技術(shù)可以較為有效地去除水中嗅味、色度、消毒副產(chǎn)物前體物及細(xì)菌等，膜技術(shù)在微污染水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。膜分離技術(shù)對(duì)顆粒物、膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)甚至離子物質(zhì)具有高效的去除能力，并且膜法是最有效的去除隱孢子蟲卵囊、病原菌和病毒的方法，因此膜技術(shù)作為新的水處理技術(shù)越來越受到人們的重視，在微污染水源水處理中應(yīng)用會(huì)越來越普遍。膜過濾技術(shù)簡(jiǎn)介：膜過濾（微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)），是新興的高分離、濃縮、提純、凈化技術(shù)，是用高分子薄膜作介質(zhì)，以附加能量為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分溶液進(jìn)行表面過濾分離的物理方法。深度處理膜處理技術(shù)反滲透膜組件反滲透膜組件深度處理膜處理技術(shù)超濾膜組件超濾膜組件深度處理膜處理技術(shù)微濾膜組件微濾膜組件納濾膜組件納濾膜組件主要原因：(1)水中氫氧化物、 碳酸鹽等的沉淀污染；(2)腐殖酸等天然有機(jī)物在膜表面的吸附染 ；(3)微生物在膜界面上形成的污染。解決方法：常通過反沖洗、 化學(xué)清洗、 膜運(yùn)行方式來解決膜污染。 膜過濾對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高， 膜需定期清洗， 基建投資、運(yùn)行費(fèi)用高。膜的污染問題 7.3光催化氧化深度處理技術(shù)光催化氧化深度處理技