曝气生物滤池在城市饮用净水处理中的应用研究

论文摘要

广州市正在建设西江引水工程。为确保供水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）和《饮用净水水质标准》（CJ 94-2005）,西江引水后仍需针对氨氮和有机微污染进行水厂工艺升级改造。而当西江引水出现事故停水启用珠江西航道备用水源时,只有增加生物预处理工艺才能保证供水水质逐步达标。本文研究了西江原水条件下给水曝气生物滤池+常规处理生物强化工艺的净水效果,并针对汛期水源突发污染的情况开展应急处理试验研究。本试验研究结果表明:1.针对西江原水,采用曝气生物滤池（UBAF）进行预处理,其后续常规处理生物强化工艺出水可实现水质目标。对于汛期西江原水,常规处理工艺出水氨氮、CODMn未能全部实现水质目标。在汛期西江原水氨氮浓度突然增大至0.891～0.984mg/L,常规处理工艺出水氨氮值为0.564～0.619mg/L ;在洪水期间,当CODMn为4.48～6.24mg/L,金本水厂常规处理工艺砂滤池出水CODMn为1.85～2.38mg/L。2. UBAF+常规处理生物强化工艺对CODMn的去除效果比单独采用“常规处理”工艺高23%以上,可进一步改善饮用水水质,减少消毒副产物,有利于提高自来水厂供水水质达到《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）的保证率。在原水CODMn为3.18～3.26mg/L时,“UBAF+常规生物强化工艺”中试系统出水CODMn 1.69～1.77mg/L,如果此时仅采用常规处理工艺,其出水CODMn存在>2.0mg/L的风险。3. UBAF+常规处理生物强化工艺适合处理低氨氮原水,并且可在短时间（24h）内有效应对西江原水1.0～2.0mg/L氨氮突发污染。在原水氨氮为1.05～2.26mg/L时,UBAF出水氨氮为0.2～0.47mg/L,UBAF+常规处理生物强化工艺出水氨氮为0.01～0.14mg/L。原水投加硫酸铵试验表明,氨氮为3.01～3.98mg/L,UBAF出水氨氮为0.22～0.93mg/L,UBAF+常规处理生物强化工艺出水氨氮为0.06～0.46 mg/L。当原水氨氮分别为1.0mg/L和2.0mg/L左右时,UBAF+常规处理生物强化工艺分别在3h和10h后出水氨氮值<0.5mg/L,在5h和12h后UBAF出水氨氮<0.5mg/L,去除率可达到50%以上。4.根据汛期和枯水期西江原水不同的水质特点,试验比较了气水比对UBAF去除效果及污泥回流对沉淀池生物强化作用的影响,结果表明:在汛期,UBAF气水比为0.3～0.5:1和其后续沉淀池污泥回流比为10%时,对氨氮、亚硝酸盐氮和浊度的去除效果较好,对CODMn的去除率可以提高23%以上;在枯水期原水氨氮等污染物浓度较低的情况下,UBAF不曝气运行和其后续沉淀池污泥回流比为10%时,对CODMn的去除率可以提高约4.9%。5.对于西江原水,UBAF过滤水头损失为10.4～24.5cm,采用气水联合反冲洗方式,即先气冲3min,气冲洗强度为20L/（m2·s）,再气水联合冲5min,气冲洗强度为15L/（m2·s）,水冲洗强度为8L/（m2.s）,共8min,反冲洗后UBAF水头损失恢复较好。在洪水期可选取UBAF反冲周期为1～2天,在枯水期可选取UBAF反冲周期为6～7天。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 饮用水源水质现状
• 1.1.2 饮用水源水中主要污染物及其危害
• 1.1.3 饮用水质标准的发展
• 1.2 饮用水净水工艺
• 1.2.1 常规给水处理工艺及其强化工艺
• 1.2.2 深度处理工艺
• 1.2.3 生物预处理工艺
• 1.3 给水曝气生物滤池－常规处理生物强化工艺简介
• 1.3.1 给水曝气生物滤池的应用特点
• 1.3.2 曝气生物滤池后续常规处理生物强化工艺
• 1.3.3 曝气生物滤池在给水处理领域的研究现状
• 1.4 课题的研究背景
• 1.5 课题的概况
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 试验装置与试验方法
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 工艺流程
• 2.1.2 曝气生物滤池试验装置
• 2.1.3 常规处理试验装置
• 2.2 给水曝气生物滤池工艺的关键参数选择
• 2.2.1 滤料
• 2.2.2 流向
• 2.2.3 滤速
• 2.2.4 气水比
• 2.2.5 水温
• 2.2.6 反冲洗
• 2.3 西江水源水质现状
• 2.4 试验方法
• 2.5 水样的检测项目及方法
• 第三章 中试试验系统的启动
• 3.1 给水曝气生物滤池的启动
• 3.2 常规处理中试的启动与“金本水厂”常规工艺净水效果对比研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 “UBAF＋常规处理”与“常规处理”工艺对西江原水的净水效果研究
• 4.1 汛期西江原水净水效果对比分析
• 4.1.1 UBAF＋常规处理工艺净水效果
• 4.1.2 常规处理工艺净水效果
• 4.1.3 汛期污泥回流对沉淀池净水效果的影响
• 4.2 枯水期西江原水净水效果对比分析
• 4.2.1 UBAF＋常规处理工艺净水效果
• 4.2.2 常规处理工艺净水效果
• 4.2.3 枯水期污泥回流对沉淀池净水效果的影响
• 4.3 水质全分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 UBAF＋常规处理工艺在西江原水突发氨氮污染时的净水效果研究
• 5.1 原水氨氮污染时净水效果分析
• 5.2 人工加铵模拟氨氮突变时UBAF＋常规处理工艺的净水效果分析
• 5.2.1 进水氨氮为1.0mg/L时净水效果分析
• 5.2.2 进水氨氮为2.0mg/L时净水效果分析
• 5.2.3 进水氨氮为3.0～4.0mg/L时净水效果分析
• 5.2.4 对其他指标的净水效果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 曝气生物滤池水头损失及其冲洗周期
• 6.1 曝气生物滤池水头损失及其冲洗周期
• 6.1.1 反冲洗作用与方式
• 6.1.2 反冲洗周期的确定
• 6.2 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢