受污染飲用水源水生物膜原位修復技術研究.pdf

1、近年來，隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程加速，小城鎮(zhèn)規(guī)模迅速擴大，工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水超標排放或直排、農(nóng)藥化肥面源污染以及生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等點面源污染問題嚴重，城鎮(zhèn)飲用水水源地普遍受到不同程度的污染，且有加劇之勢，嚴重威脅到人民群眾的生命健康．保障飲用水安全已成為我國亟待解決的重大社會問題．本論文在調(diào)查分析杭嘉湖地區(qū)平原小城鎮(zhèn)飲用水源污染特征的基礎上，探索了模擬河道反應器生物膜原位修復受污染飲用水源水的可行性，重點考察不同

2、生物填料的生物修復性能以及原位修復工藝優(yōu)化參數(shù)，以期為解決小城鎮(zhèn)飲用水安全問題提供技術支撐。主要研究結果如下： 1)杭嘉湖平原地區(qū)飲用水源地多為河道型，滯流、倒流等復雜水文特性造成河道水流緩慢、交換能力差、上下游交叉污染、環(huán)境容量小、自凈能力有限，部分河段水質不能滿足水環(huán)境功能要求，特別是城鎮(zhèn)下游河段水質普遍較差。通過對杭嘉湖地區(qū)城鎮(zhèn)飲用水源地水質調(diào)查與單項指標評價法分析發(fā)現(xiàn)，苕溪水系的4家水廠水源水質較好，基本能達到GB383

3、8-2002《地面水環(huán)境質量標準》的Ⅲ類標準，而運河水系6家水廠水源水質較差，多為Ⅴ類或劣Ⅴ類水，主要超標指標為CODMn、氨氮和TP。 2)開發(fā)了模擬河道生物膜反應器?？疾炝艘詮椥蕴盍?、軟性填料為載體的兩組反應器修復受污染水源水過程的氨氮、總氮(TN)、總有機碳(TOC)、CODMn、總磷(TP)去除性能。試驗結果表明，兩組反應器在流量8L·d-1、曝氣強度1100 L·h-1、間歇3 h曝氣條件下經(jīng)24d掛膜啟動后，以彈性填

4、料為載體的模擬河道反應器內(nèi)氨氮去除率高達70％以上，而軟性填料僅為20％左右；以軟性填料為載體的模擬河道反應器TP去除率相對較高，達49％；此外，兩組不同填料反應器的總氮和CODMn去除性能相近，平均去除率分別為16.5～19.6％和16.0～19.0％。 采用兩段式模擬河道反應器對受污染水源水進行原位修復，該反應器前段布置彈性填料、后段布置軟性填料，考察了曝氣強度和進水流量對去污性能的影響。在保持進水流量8 L·d-1不變、曝

5、氣量為680 L.h-1條件下，模擬河道原位修復系統(tǒng)污染物去除性能較好，氨氮、TN、CODMn、TOC、TP和濁度的去除率分別穩(wěn)定在74.7％、12.7％、30.5％、31.0％、30.7％和81.7％．微污染水體原位修復過程，曝氣主要起到促進生物膜更新和強化傳質的作用。在保持曝氣量680 L·h-1不變情況下，系統(tǒng)進水流量由8L·d-1增至24 L·d-1，水力停留時間相應縮短至8h，原位修復系統(tǒng)水力負荷的增加導致氨氮、TN、CODM

6、n、TP和濁度的去除率略有下降，最終穩(wěn)定在67.3％、8.2％、23.5％、14.6％和54.5％，而TOC去除率變化不明顯．結果初步揭示，在實際微污染水體原位修復過程，需要根據(jù)處理區(qū)域的水力負荷確定內(nèi)設填料的相應面積，在保證合適水力停留時間的前提下，可獲得有效、穩(wěn)定的污染物去除性能。 3)模擬河道反應器運行期間，內(nèi)置生物填料附著的生物膜結構變化顯著，填料表面附著的生物量及微生物種類與反應器的污染物去除效率呈正相關；其中，彈性填