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徐州工業職業技術學院徐州221140 2中國礦業大學環境與測繪學院徐州221008）

中國工業化進程在不斷加快，人民生活水平在不斷提高，人們對于飲用水的水質要求也在逐漸提高，但是全國地表水的總體水質屬于中度污染，因此探索微污染水的處理技術就尤為重要。本文通過對傳統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合處理試驗，從而為傳統的給水處理技術改造提供技術參考。

由于常規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結合產生消毒副產物和三鹵甲烷等致癌物質，直接威脅飲水健康[1]。生物法是目前水中除氮最有效、最經濟的方法，在常規工藝前進行生物處理，主要應用有生物過濾、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，從而降低后續常規處理的藥劑消耗，明顯地提高出廠水水質[2]。

1 試驗用原水

試驗原水來自某高職院校內小河，河內放養了少量的魚，試驗期間所取河水水質如表1所示。

表1 河水水質指標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。

調節池里的原水，經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池。反應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 水質檢測項目及方法

水質監測項目及方法如表2所示。

表2 水質檢測項目及方法

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。回流比0.5，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，分別測定出水水質參數。試驗結果如圖2。

由圖2可知，當PAC投加量為15mg/L時，出現了濁度最低點，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勢。因此，選擇PAC作為后續試驗的混凝劑。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

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，出水水質可達到：濁度低于1NTU，CODMn低于8.4mg/L，NH3—N低于1mg/L。

出水繼續采用傳統給水處理工藝，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給水處理的預處理方法技術上是可行的。

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

[2]劉海燕.生物預處理微污染水[J].工業安全與防塵，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.