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生物慢滤处理微污染原水的研究

作　者: 李文露
导　师: 王琳；周明
学　校: 昆明理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 生物慢滤微污染原水预处理生物膜
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,随着经济的快速发展,世界范围内的饮用水水源普遍受到了严重污染,而传统的净水处理工艺难以有效去除原水中的有机物、氨氮等污染物。因此,微污染原水的处理技术已成为一项既重要又紧迫的研究课题。有研究表明,水处理生物技术是一种经济有效且毒理学安全的水处理技术,生物慢滤就是其中的一种。本文着重研究生物慢滤作为预处理措施处理微污染原水的效果及其机理。本课题是云南省教育厅资助项目（项目编号：07C11440）,旨在研究以安全预处理为核心的有机污染原水净化技术。以往的慢滤池都是置于常规处理工艺之后作为深度处理的措施,但是人们在运用中发现,作为深度处理工艺,生物膜在水力冲刷作用下,会产生脱落,流入出水,由于生物膜上微生物的长期固定培养,它们对各种不利环境有较强的适应性,从而对消毒剂有较强的抵抗能力,一般的后氯化消毒很难完全杀死这些微生物,会增大消毒剂用量,且会引起出水中卤代物的增加和致突变活性升高,使出水水质安全性降低。有研究指出,生物处理最好设置在物化处理工艺的前面作为预处理工艺,这样既可以充分发挥微生物的生物降解作用,应付各种水质变化所带来的不利冲击,保护后续的物化处理工艺,同时生物处理所产生的微生物代谢产物、脱落生物以及其它颗粒生物可以通过后续工艺加以控制,从而增加饮用水可靠性。本课题以生物慢滤作为预处理措施,研究其对微污染原水的处理效果。微生物在生物慢滤对污染物的去除中发挥着主要作用,通过生物相观测可以发现,在慢滤柱内,石英砂滤料表面覆盖着大量的生物膜,大部分生物膜以团状、絮状形式存在,微生物的形态和种类呈现一定的多样性,球状、链球状、杆状、弧状及团簇等结构均有分布。生物膜的组成除了细菌,还存在放线菌、霉菌、藻类、草履虫等原生动物和一些颗体虫等后生动物,这些微生物通过复杂的食物链共同组成了一个稳定的微生物生态系统。生物膜量的分布是随水流方向自上而下逐渐降低的,溶解氧也呈现相同的分布趋势。生物慢滤对浊度、CODMn、NH4+-N、TN、TP均有较好的去除效果,平均去除率分别达到92.3%、34.5%、90.2%、45.2%、30.6%。经慢滤柱处理后,出水浊度一直低于1.2 NTU；出水CODMn浓度一直低于6.0mg/L,达到了地表水Ⅲ类水体的标准；出水NH₄⁺-N浓度一直低于0.2 mg/L,达到了地表水Ⅱ类水体的标准；出水TN浓度低于2.0 mg/L,出水水质提高了一个等级；出水TP浓度为0.14～0.20mg/L,出水水质提高了一个等级。慢滤作为预处理工艺,处理微污染原水,其出水可达到作为生活饮用水水源的标准。通过对生物慢滤净化微污染原水影响因素的研究,得出如下结论：（1）慢滤柱对浊度、CODMn、NH₄⁺-N的去除主要发生滤柱的上部,应保证滤层厚度不小于700mm；（2）水温对有机物的去除效果有一定的影响,对浊度、NH₄⁺-N的去除效果影响不大,说明生物慢滤对水温的适应能力较强；（3）当进水CODMn浓度较低（＜8.5mg/L）时,慢滤柱对CODMn的去除率随进水CODMn浓度的增加而增大,然而,当进水CODMn浓度较高（＞8.5mg/L）时,慢滤柱对CODMn的去除率随进水CODMn浓度的增加而降低；慢滤柱对浊度、NH₄⁺-N的去除率随进水CODMn浓度增高而降低；（4）进水NH₄⁺-N＜1.54 mg/L时,NH₄⁺-N去除率随进水NH₄⁺-N浓度的增加而增加,但进水NH₄⁺-N继续增大时,NH₄⁺-N去除率却逐渐减小；进水NH₄⁺-N＜1.0 mg/L左右时,CODMn去除率随进水NH₄⁺-N浓度的增加而增加,以后进水NH₄⁺-N再增加时,CODMn去除率基本保持稳定,进水NH₄⁺-N降至低于0.5 mg/L时,CODMn去除率随之下降。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-11
1 绪论  11-25
  1.1 课题背景  11-18
    1.1.1 水资源及水资源污染现状  11-14
    1.1.2 微污染水源水净化技术  14-18
  1.2 生物慢滤技术概况  18-22
    1.2.1 慢滤池的构造  18-19
    1.2.2 生物慢滤的发展及现状  19-21
    1.2.3 生物慢滤的工作原理  21-22
    1.2.4 生物慢滤的运行管理  22
  1.3 本课题主要研究内容及技术路线  22-24
    1.3.1 主要研究内容  22-23
    1.3.2 技术路线  23-24
  1.4 本课题主要创新点  24-25
2 试验装置与分析方法  25-31
  2.1 试验概况  25-26
    2.1.1 试验水质  25
    2.1.2 试验装置  25-26
  2.2 检测项目及方法  26-31
    2.2.1 检测项目  26-27
    2.2.2 分析方法  27-31
3 生物慢滤处理微污染水的效果与机理研究  31-55
  3.1 慢滤柱的启动挂膜  31-34
    3.1.1 挂膜方式的选择  31
    3.1.2 挂膜试验的方法  31-32
    3.1.3 挂膜期间的运行效果  32-33
    3.1.4 挂膜期间生物膜的变化情况  33-34
  3.2 生物慢滤柱中生物膜特性与溶解氧的监测  34-41
    3.2.1 生物膜特性  34-40
    3.2.2 溶解氧的监测  40-41
  3.3 生物慢滤柱对污染物的去除效果与讨论  41-53
    3.3.1 对浊度的去除效果与讨论  41-43
    3.3.2 对有机物的去除效果与讨论  43-46
    3.3.3 对NH_4~+-N的去除效果与讨论  46-49
    3.3.4 对TN的去除效果与讨论  49-51
    3.3.5 对TP的去除效果与讨论  51-53
  3.4 本章小结  53-55
4 生物慢滤处理微污染水影响因素研究  55-69
  4.1 滤层厚度对慢滤柱去除效果的影响  55-59
  4.2 水温对慢滤柱去除效果的影响  59-62
  4.3 进水COD_(Mn)浓度对慢滤柱去除效果的影响  62-65
  4.4 进水NH_4~+-N浓度对慢滤柱去除效果的影响  65-67
  4.5 本章小结  67-69
5 结论与展望  69-72
  5.1 结论  69-70
  5.2 展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-77
附录  77

生物慢滤处理微污染原水的研究

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