微污染水生物陶粒滤池预处理研究
微污染水生物陶粒滤池预处理研究
论文作者：季民 刘卫华 周菁 孙丽娜
摘要：采用生物陶粒滤池对天津引滦水进行预处理。小试结果表明，在水力停留时间 15 min，滤速 5.0 m／h，原水产（CODMn）为 3.20-10.6 mg／L，浊度为 6.9t-73.7 NTU，ρ（叶绿素）为 1.96－27.0 μg／L，ρ（氨氮）为 0.016-0.076mg/L，ρ（亚硝酸盐氮）为0.007-0.032mg/L的条件下生物陶粒滤池对CODMn、浊度、叶绿素、氨氮、亚硝酸盐氮的平均去除率分别为15.6％，42.3％，40％，38％，50％。色一质联机分析结果表明，生物陶粒预处理对原水中的优
先控制污染物有较好的去除能力，使微污染原水中有毒有害有机物的种类和含量明显降低。
关键词：微污染原水 生物预处理 微量有机物 生物陶粒
作为天津市主要饮用水水源的引滦水，近年来水质逐渐恶化，尤其在夏季，原水中的有机物和藻类大量增加。以去除水中悬浮物和胶体为主的传统净水工艺难以将水中的有机物有效去除。本试验采用生物陶粒滤池，对引滦原水进行，考察其对原水中各项有机物的去除情况，借助色-质联机分析技术检测生物陶粒去除水中微量有机污染物、改善后续常规工艺进水水质的能力。
1 试验装置和分析方法
1.1 试验装置
小试装置如图1。滤池采用有机玻璃制成；高2.l m，内径为 80 mm，有效容积 6.1 L，填料 1.2m高，下铺 10 cm厚的8－10 mm粒径的卵石作为垫层。粘土陶粒填料粒径为 2－5 mm，孔隙率在70％以上，属于多孔惰性载体。滤池底部设有微孔器，鉴于原水溶解氧浓度较高，平均溶解氧在 5.5 mg／L以上，所以在稳定运行阶段滤池未进行，陶粒滤池出水溶解氧仍然大于 4 mg／L。试验用原水取自天津某自来水厂进厂水渠，由水泵提升至恒位水箱后，进人生物陶粒滤池进行处理。该试验从8月进行到11月。此阶段属滦河水的高温高浊期，水质最差。试验过程中，水力停留时间控制在 15 min，滤速为 5.0 m/h。
1.2 分析项目及方法
浊度（NTU）采用HACHZI00浊度仪测定。
Mn，NH3－N，NO2- - 均用标准方法测定。
叶绿素（Chl.）选用 90％丙酮为萃取剂，用 722分光光度计进行测定。
色谱质谱联机分析（GC／MS）：原水、水厂常规工艺出水及生物陶粒滤池出水用G.D.X树脂富集，经洗脱、浓缩后用HP5972型质谱仪分析有机物的种类。水样的质谱图与计算机内贮存的美国NBS标准数据质谱库中的标准谱图比较确定具体化合物。
2 试验结果和讨论
2.1 对Mn 的去除效果
生物陶粒滤池Mn去除率随运行时间的变化结果（见图2）表明：原水Mn的质量浓度除有一天曾达到过10.60 mg／L以外，一般都小于8mg／L。运行初期，Mn去除率小于10％。随着附着在陶粒上的生物膜逐渐成熟，去除率也随之提高Mn去除率最高达29.3％，平均去除率为15石％，大部分时间都在10％－30％之间。由图2中去除率与时间的关系可以看出，生物陶粒去除污染物的能力，对改善常规工艺的进水水质有很好的作用。
2.2 对藻类（叶绿素）的去除效果
陶粒滤池运行期间正值藻类高发季节，实际运行结果如图3所示。由图3知滤池对以叶绿素表示的藻类平均去除率为 40％，最高可达 63.l％，并且对藻类污染的冲击负荷有很好的适应能力。从图 3还可以看出，不论叶绿素在 5 μg／L的较低水平，还是 30μg／L的高浓度，其去除率都能保持在20％以上。生物陶粒滤池对藻类的去除是生 物膜的吸附、附着，微生物的氧化分解，颗粒填料间生物絮凝与机械截留的共同作用。
2.3 对浊度的去除效果
如图4所示，试验期间水源水浊度为6.90－73.7 NTU。生物陶粒滤池对浊度一直保持着较好的去除率，且相对较为稳定。滤池对浊度的去除率一般为 20％－60％，平均去除率为 42.3％，最高去除率为58.4％。生物陶粒滤池依*粒状滤料的机械截留作用和表面生物膜的絮凝作用对水中悬浮物质和胶体颗粒予以去除。
2.4 对氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果
图5是生物陶粒对氨氮的净化效果。由图5可知，试验期间进水氨氮浓度过低，平均质量浓度仅为 0.045 mg/L。另外由于高藻期水厂为了除藻对原水加氯，因而对微生物的生长造成抑制作用。上述两方面因素造成生物陶粒滤池对氨氮的去除并未达到一个较高水平，平均去除率为38％，最高去除率为58％。生物陶粒滤池对原水中氨氮的去除可以降低氯耗，解决水厂因折点加氯产生氯胺和大量有机卤化物而导致消毒效果和水质安全性下降的问题。
图6为亚硝酸盐氮去除率随运行时间的变化。由图 6可见，亚硝酸盐氮去除率最高为 85.7％，平均去除率为50％，大部分时间去除率都在40％－80％之间。
