強化混凝氣浮-生物接觸氧化處理微污染水的試驗研究

黃從國

（1徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院徐州221140 2中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院徐州221008）

中國工業(yè)化進程在不斷加快，人民生活水平在不斷提高，人們對于飲用水的水質(zhì)要求也在逐漸提高，但是全國地表水的總體水質(zhì)屬于中度污染，因此探索微污染水的處理技術(shù)就尤為重要。本文通過對傳統(tǒng)混凝工藝的強化以及引入生物接觸氧化工藝對微污染水進行聯(lián)合處理試驗，從而為傳統(tǒng)的給水處理技術(shù)改造提供技術(shù)參考。

由于常規(guī)給水處理工藝不能有效的去除有機物和NH3-N，而且液氯消毒時易與原水中的腐殖質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物和三鹵甲烷等致癌物質(zhì)，直接威脅飲水健康[1]。生物法是目前水中除氮最有效、最經(jīng)濟的方法，在常規(guī)工藝前進行生物處理，主要應(yīng)用有生物過濾、生物接觸氧化、生物流化床等。因此，對受污染的水源水采用生物預處理在技術(shù)上是可行的,不僅可以去除部分有機污染、氨氮、嗅味，而且還可去除水的濁度、藻類等，從而降低后續(xù)常規(guī)處理的藥劑消耗，明顯地提高出廠水水質(zhì)[2]。

1 試驗用原水

試驗原水來自某高職院校內(nèi)小河，河內(nèi)放養(yǎng)了少量的魚，試驗期間所取河水水質(zhì)如表1所示。

表1 河水水質(zhì)指標Tab.1 Water quality indicators

2 試驗裝置

試驗裝置工藝流程如圖1所示。該實驗裝置的額定處理量為100L/h-1。

調(diào)節(jié)池里的原水，經(jīng)提升水泵進入混合池，通過計量泵投加混凝劑，混合后的水進入混凝反應(yīng)池。反應(yīng)池出水進入氣浮池進行懸浮物的氣浮分離。依靠加壓水泵將氣浮池的一部分出水加壓，并與壓縮空氣一起壓入密封的溶氣罐，使氣體溶入水中。容器罐里的加壓溶氣水送入氣浮池的接觸室，通過釋放器的突然降壓，使溶于水中的空氣以微氣泡的形式釋放出來，與絮凝后的水接觸進行氣浮分離。氣浮池浮渣通過刮渣管去除。出水一部分回流溶氣罐，一部分從出水管送入接觸氧化池。接觸氧化池的出水進入沉淀池沉淀，沉淀池上清液即為出水。定期從沉淀池底部排放污泥。

圖1 混凝氣浮-生物接觸氧化試驗裝置

3 水質(zhì)檢測項目及方法

水質(zhì)監(jiān)測項目及方法如表2所示。

表2 水質(zhì)檢測項目及方法

4 試驗方法

4.1 采用PAC和PFS兩種混凝劑，配制成1%的溶液，然后用蠕動泵定量投加至混合池?；亓鞅?.5，溶氣罐表壓0.3MPa。投加不同的混凝劑的量，分別對進水進行混凝氣浮處理，并測定氣浮進出水的濁度和CODMn。

4.2 采用上述試驗得到的最佳混凝劑和投加量，容器罐表壓不變，采用不同的回流比，分別對進水進行混凝氣浮處理，并測定進出水的濁度和CODMn。

4.3 采用上述試驗得到的最佳混凝劑、投加量、回流比，采用不同的生物接觸氧化池的容積有機負荷，采用混凝氣浮-生物接觸氧化處理裝置處理，并測定進出水的濁度、CODMn、NH3-N。

5 結(jié)果與討論

5.1 混凝劑的種類和投加量對混凝氣浮效果的影響

PAC和PFS在混凝過程中各有優(yōu)點，鋁鹽水解速度慢，但絮體大而疏松；鐵鹽水解速度快，形成的絮體小而密實[3]。試驗采用回流比0.5，溶氣罐表壓0.3MPa，通過改變混凝劑種類和投加量，分別測定出水水質(zhì)參數(shù)。試驗結(jié)果如圖2。

由圖2可知，當PAC投加量為15mg/L時，出現(xiàn)了濁度最低點，在1NTU左右。投加35mg/L的PFS，出水濁度仍然在2NTU。在投加量為10mg/L和15mg/L時，PAC的去除率為97.15%和97.86%；而PFS的為87.34%和93.67%，PAC顯示出了對于濁度去除的優(yōu)勢。因此，選擇PAC作為后續(xù)試驗的混凝劑。由于在投加量為10mg/L和15mg/L時，PAC的去除率差別不大，考慮到經(jīng)濟性，選擇投加量10mg/L。

圖2 PAC、PFS對于濁度的去除效果

5.2 回流比對混凝氣浮效果的影響

采用不同的回流比，出水的濁度和CODMn如圖3所示。由圖3可知，改變回流比對于濁度的去除率幾乎沒有影響，但是CODMn的去除率先有所增加，后又降低。當回流比為0.6時，出水的CODMn為6.5mg/L。此時，CODMn去除率最大，為53.58%，濁度的去除率為97.73%。因此，0.6為最佳的回流比，作為后續(xù)試驗的回流比。

圖3 不同回流比對于濁度和CODMn的去除效果

5.3 生物接觸氧化池的容積負荷對于處理效果的影響

回流比采用0.6，溶氣罐表壓0.3MPa，PAC投加量10mg/L，生物接觸氧化池不同容積負荷下出水的水質(zhì)如圖4所示。由圖可見，當容積負荷為1.8 kgCOD/(m3.d)時，CODMn和NH3—N的去除率分別為58%和27%，NH3—N的去除率為最大值。當容積負荷為1.9 kgCOD/(m3.d)時，CODMn和NH3—N的去除率分別為61%和24%，CODMn的去除率為最大值。出水的CODMn和NH3—N的最小值分別為8.4mg/L和1.0mg/L。

圖4 不同容積負荷對于CODMn和NH 3—N的處理效果

6 總結(jié)

采用強化混凝氣浮-生物接觸氧化工藝，處理微污染水源水的最佳運行參數(shù)為：回流比0.6，溶氣罐表壓0.3MPa，PAC投加量10mg/L，生物接觸氧化池容積負荷1.8kgCOD/(m3.d)～1.9 kgCOD/(m3.d)。在最佳運行工況下，污染物的最高去除率可達到：濁度，97.86%；CODMn，61%;NH3—N,27%。

強化混凝氣浮-生物接觸氧化法處理微污染水，特別是藻類較多的微污染水，效果較好。采用最佳運行參數(shù)，出水水質(zhì)可達到：濁度低于1NTU，CODMn低于8.4mg/L，NH3—N低于1mg/L。

出水繼續(xù)采用傳統(tǒng)給水處理工藝，可達到飲用水標準。因此，利用強化混凝氣浮-生物接觸氧化工藝作為微污染水源水常規(guī)給水處理的預處理方法技術(shù)上是可行的。

[1]張志軍，徐智煒，楊麗芳，等.微污染水源水處理技術(shù)脫氮除磷效果的研究[J].水處理技術(shù)，2009，35(1):11-14.

[2]劉海燕.生物預處理微污染水[J].工業(yè)安全與防塵，2001，27（4）：32-34.

[3]薛笑莉,李瑞豐,張瑞士.聚硅酸鋁鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵絮凝效果的比較[J].天津化工,2005,19(4):40-42.