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生物活性滤池处理有机微污染源水的研究与发展浅析

  
评论: 更新日期:2012年05月18日

        2.3空床接触时间(EBCT)
        EBCT同滤速、水力负荷、水头损失呈负相关关系,是影响生物活性滤池去除率的一个很重要的因素。在适宜的EBCT内,生物滤池对有机物的去除效率是随着EBCT的增加而提高的,Sontheimer等人研究表明,EBCT是影响DOC(溶解性有机碳)去除串的很重要因素:当EBCT从5min增加至20min,相应的DOC去除率从21%增加至41%。
        不同有机物的去除对EBCT的要求也不同,易生物降解的有机物的去除受EBCT的影响较小(如臭氧氧化副产物OBPs),慢速降解有机物的去除受EBCT的影响较大(如加氯消毒副产物前体物)。Prevost等人的研究表明,生物活性滤池2rain内可去除62%—90%的AOC,90%以上的BDOC(可生物降解溶解性有机碳)则须在10—20min之内去除。
        过大的EBCT会使微生物的营养供给不足,导致微生物进行内源呼吸,生物膜更易于老化剥落。运行较好的生物活性滤池EBCT的设计标准一般为15min-20min。
        2.4反冲洗
        滤池中吸附截留的颗粒物和絮体会对滤池去除效率产生影响,积泥易使滤池堵塞,所以生物活性滤池要定期进行反冲洗。
        反冲洗对生物滤池的影响主要是指对生物膜的影响。用不加氯水反冲洗对生物膜量有无影响目前存在争议。根据笔者的试验研究,不加氯水反冲洗对生物膜总量是有一定影响的(通过磷脂分析法测定)。可能是老化的生物膜剥落所致,由此可见,反冲洗可以促使生物膜更新。因此,应该控制反冲洗的强度和频率,使其既能冲去积泥,又能让生物膜保持良好的活性,还必须保证有一定数量的硝化菌以维持滤池对氨氮的去除作用。气—水反冲洗通常可以达到较好的冲洗效果。
        加氯反冲洗对生物膜量的减少是明显的,氯对微生物有氧化致死作用,会导致滤池对BOM(可生物降解有机物)去除率下降。
        运行良好的生物滤池需要良好的管理,因此由于反冲洗而引起生物膜的损失应该受到控制,才能保证生物滤池的处理效率。生物活性滤池适合用不加氯水进行反冲洗。
        2.5絮体和颗粒
        对源水进行混凝处理后产生的絮体和颗粒进入滤池会占去相当一部分的滤料表面积,使微生物同可吸收利用有机物之间的实际接触面积大大减少,另外,由于混凝剂的投加带来的铝盐、铁盐也会抑制微生物的活性。因此絮体和颗粒会阻碍滤池对有机物的去除。
        絮体和颗粒过多易使滤池发生堵塞,也使得水头损失增长加快,直接影响到滤池的过滤周期和出水浊度。通过改善混凝沉淀效果可以控制滤前水中的絮体和颗粒物。
        2.6其他的影响因素
        除以上的影响因素外,源水水质、溶解氧、重金属等因素对生物活性滤池也有一定的影响。
        源水水质主要是指水的可生化程度。可生化程度越高,相应的有机物去除率也就越高。
        硝化反应必须有足够的溶解氧,由此看来溶解是去除氨氮的一个重要条件,实际操作中应当保证滤池内溶解氧充足。
        重金属过多会对微生物起到抑制甚至致死作用因此对重金属含量较高的源水必须进行预处理。
        3生物活性滤池的发展与展望
        自19世纪60年代,国外开始运用生物过滤工艺;80年代初期,美国人对生物过滤基础理论的研究已经取得了阶段性的成果。如提出了贫养微生物理论、最小基质浓度理论、第二级利用理论等;到90年代末,他们对影响生物活性滤池的各种因素的考察已经比较全面,并从AOC、DOC、BDOC等先进检测指标角度对处理水中有机物的效果进行评价,至今已取得了较大进展,研究表明:生物活性滤池对TOC的去除率在5%—75%之间,对DOC的去除率在13%—41%之间,对AOC的去除率几乎可达100%。
        最近几年,国内有李德生等人对生物活性滤池进行了研究,其结果表明:生物活性滤池对氨氮、亚硝酸盐氮均有较高的去除效果,其中氨氮的去除率为76%—87%,亚硝酸盐的去除率为76.9%—90.6%。杨开等人对颗粒活性炭(GAC)—石英砂双层滤料的生物活性滤池的研究也表明在未氯化或预氧化的条件下,此种滤池对有机物和氨氮的去除率也是显著的。此外,李亚新等人也做了与之内容类似的研究。
        生物活性滤池比传统滤池具有优越性,又不增加任何新的设施,便于在传统的滤池基础上进行改造,运行费用也很低。生物活性滤池对于我国经济实力还比较薄弱、许多供水企业既无资金也无扩建场地的现状来说有着可观的应用前景。
        生物活性滤池要在实践中大规模推广应用应在今后的工作中对以下问题做更深入的研究:
        ①出水最大BOM浓度和滤池反冲洗标准对生物活性滤池的设计与操作非常重要。
        ②慢速生物降解有机物的去除机理与条件,因为这些物质可能与配水管网细菌的再生长有关。
        ③源水中的多种污染物(如氨氮、铁、锰)共存对有机物去除率的影响。
        ④滤池内微生物生长因素(如基质浓度、营养条件)和微生物产物的形成条件及因素。
       

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