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O_3生物砂滤GAC深度处理二级出水的研究
作者:管理员    发布于:2016-03-17 09:54:30    文字:【】【】【

  3/生物砂滤/GAC深度处理二级出水的研究李思敏,赵娜(河北工程大学城市建设学院,河北邯郸056038)工艺及其核心单元(3/生物砂滤/GAC)的处理效能。结果表明:组合工艺对二级出水中的浊度、色度、UV254、CODMn的平均去除率分别为89. 4、80.33、67.43、56,出水平均值分别为0.57NTU、。05倍、0.05cm1、5.68mg/L,出水水质满足成市污水再生利用景观环境用水水质(GB/ T18921―2002)中观赏性景观环境用水水质标准。生物砂滤池的除污效果明显优于普通砂滤池,O3/生物砂滤/GAC工艺和O3/普通砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水中的浊度、色度、UV254、CODMn的平均去除率分别为水是自然界中不可替代的资源,但水又是可以有就地可取、水量稳定充沛、处理技术成熟且费用不再生的资源。将污水作为一种资源再生后加以利高的特点,城市污水厂二级出水只要经过定的深用,是经济、社会持续发展的必然选择。城市污水具度处理就可以再利用,终实现水在自然界中的良基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07203003);河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(12966738D);邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1213109010G)性循环。城市二级出水回用于景观水体在城市水资源再利用中占很大的比例。笔者在普通砂滤柱的滤料表面培养生物膜,使之具有过滤和生物降解性能,并采用混凝沉淀/3/生物砂滤/颗粒活性炭(GAC)组合工艺深度处理城市二级出水,考察该工艺及其核心单元(O3/生物砂滤/GAC)的处理效能,探索组合工艺出水回用于景观水体的可行性。

  1试验材料与方法1.1试验水质试验原水为某污水处理厂的二级处理出水,试倍)。

  1.2试验装置工艺流程如所示。二级出水经潜污泵提升到原水箱,经加药混合、斜管沉淀处理后进入臭氧柱,臭氧柱出水依次进入砂滤柱和活性炭柱。臭氧佳投加量为3mg/L;砂滤柱与活性炭柱的尺寸均为0. h),砂滤柱的滤层厚度为1000mm、有效粒径为0.8 ~1.2mm,活性炭柱的滤层厚度为960mm、有效粒径为0.5 ~1.0mm.砂滤柱和活性炭柱的反冲洗方式为:先气洗2min,气冲强度为10L/(m2s);再气水联合冲洗5min,气冲强度为10L/(m2s)、水冲强度为4L/(m2s);后水洗4min,水冲强度为8L/(m2s)。

  工艺流程1.3检测项目及方法UV1102型紫外分光光度计,CODMn:酸性锰酸钾法。

  2结果与讨论试验中重点考察了组合工艺对二级出水中浊度、色度、UV254和CODMn的去除效果,同时,对比研究了3/生物砂滤/GAC工艺和3/普通砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水的处理效果。

  2.1对浊度的去除效果组合工艺对二级出水中浊度的去除效果如所示。

  +澜次数组合工艺对浊度的去除效果由可知,组合工艺出水浊度为0. 57NTU,对浊度的平均去除率为89.4,其中,混凝沉淀段对浊度的平均去除率为63.3.另外试验中测得,0“生物砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水中浊度的平均去除率为69.8,而03/普通砂滤/GAC工艺的去除率为54.44,去除效果相比生物砂滤有所下降。

  从还可以看出,臭氧柱出水的浊度有时比进水的要高,说明臭氧对浊度的去除并不稳定,有定的波动。这主要是由于臭氧氧化产生的微絮凝作用所致,臭氧氧化能增加水中的含氧官能团有机物(如羧酸等),它们与金属盐的水解产物、钙盐等形成聚合体,降低无机颗粒表面上天然有机物的静电作用,引起溶解有机物的聚合作用而形成具有吸附架桥能力的聚合电解质,使稳定性高的藻类脱稳、产生共沉等。普通砂滤柱对浊度的去除主要是通过其直接过滤作用来实现,而生物砂滤柱对浊度的去除是生物膜吸附、微生物絮凝、生物降解以及砂滤柱的直接过滤等共同作用的结果,活性炭柱去除浊度依靠的是传统的吸附截留作用。因此,组合工艺对水中浊度的去除是絮凝、微絮凝、生物降解、直接过滤和传统的吸附截留作用共同完成的2. 2.2对色度的去除效果二级出水中的色度主要是由悬浮胶体、溶解性有机物、含不饱和键的发色团、铁、锰以及颗粒物引起的,其中代表致色有机物的腐殖酸、富里酸等,其特征结构是具有双键和芳香环等不饱和官能团。组合工艺对二级出水中色度的去除效果如所示。

  检测次数组合工艺对色度的去除效果由可知,组合工艺出水色度为4. 5倍,平均为7.05倍,对色度的平均去除率为80.33,其中混凝沉淀段对色度的平均去除率为31.3.另外试验中测得,3/生物砂滤/GAC工艺与O3/普通砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水中色度的平均去除率分别为71.6和63,其中生物砂滤与普通砂滤对臭氧出水中色度的平均去除率分别为30.97和11.25,由此可知,生物砂滤在去除水中色度方面优于普通砂滤。

  试验测定结果表明,臭氧柱对色度具有定的去除效果,这是因为臭氧与不饱和官能团的反应特别活跃,其能够破坏碳碳双键,生成羧酸类、酮类或醛类物质,从而去除溶解性有机物引起的真色;在试验期间发现,臭氧接触柱柱壁上有棕褐色物质生成,分析认为是臭氧将铁、锰等无机呈色离子氧化成了难溶沉淀物,说明臭氧具有良好的脱色能力H.臭氧的微絮凝作用能使水中的颗粒物与胶体絮凝,砂滤柱通过对颗粒的过滤作用,能够去除些致色有机物;另外,臭氧的氧化性能改变水中有机物的可生化降解性,从而可促进生物砂滤柱的生物降解作用,但普通砂滤无此作用,因此普通砂滤对色度的去除效果较生物砂滤的要差。活性炭具有巨大的比表面积与微孔结构,能够吸附水中的有色物质,达到去除水中色度的目的。综上可知,组合工艺对水中色度的去除是絮凝沉降、臭氧氧化、过滤、生物降解以及传统的吸附作用共同完成的。

  2.3对UV254的去除效果组合工艺对二级出水中UVw的去除效果如所示。

  职水□浞凝沉淀出水+混凝沉淀除卒+总除+检测次数组合工艺对UV254的去除效果从可以看出,组合工艺出水的UV254平均为43,其中混凝沉淀段的去除率为15.6,臭氧柱的去除率为36.7.另外测得,3/生物砂滤/GAC工艺和O3/普通砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水中UV254的平均去除率分别为61.4、0.2,生物砂滤具有的生物降解作用使得其对UV254的去除效果优于普通砂滤。

  在混凝沉淀段,生成的絮体能够吸附UV254表征的部分有机物,后随水中悬浮颗粒沉降而达到去除的目的;在臭氧柱中,臭氧具有的强氧化性可使不饱和键断开、苯环开环,将大分子有机物氧化为小分子有机物,更易于被生物降解和吸附;生物砂滤与普通砂滤都具有截留悬浮物质的作用,水中的些溶解性有机物会随着水中浊度的去除而被去除,但是此部分的去除效果不明显,而生物砂滤柱中的生物膜能降解臭氧氧化后的小分子有机物,因此其对UV254的去除率相比普通砂滤柱能提高很多。活性炭对UV254的去除主要是因为活性炭颗粒表面含有羧基官能团,对芳香族化合物有很好的吸附作用,且活性炭颗粒的疏水性能去除分子质量较小、极性低的物质,如致突变活性物质。试验测定结果表明,在组合工艺对UV254的去除中,臭氧单元的氧化性能起到了很大的作用。

  2.4对CODMn的去除效果组合工艺对CODMn的去除效果如所示。可以看出,组合工艺出水的CODMi 1mg/L,平均为5.68mg/L,对CODMn的总去除率为56,其中混凝沉淀段的去除率为16.7.另外测得,3/生物砂滤/GAC工艺和O3/普通砂滤/GAC工艺对混凝沉淀出水CODMn的平均去除率分别为47.1和29.5,其中生物砂滤和普通砂滤对臭氧出水COD的平均去除率分别为24.62和9.4,由此可见,生物砂滤较普通砂滤对CODMn的去除效果更好。

  从还可以看出,臭氧柱对去除CODMn的贡献较小,这主要是因为臭氧的强氧化作用使水中一些难降解的有机物更容易被高锰酸钾氧化,但是不能直接去除,因而表现不出臭氧对CODMn的去除作用H.但是臭氧氧化能对生物砂滤的生物降解及活性炭的吸附起到促进作用。相比普通砂滤来说,生物砂滤表面附着的生物膜的生物活性好,能高效降解有机物,因此对水中CODMn有较好的去除效果。活性炭去除CODMn的机理是:活性炭颗粒的比表面积大且具有疏水性能,使得其表面氧化物能吸附去除一部分极性有机物;活性炭中超过95表面积的微孔结构可高效地吸附去除一部分分子质量较小的溶解性有机物。

  3结论①混凝沉淀/O3/生物砂滤/GAC组合工艺对二级出水中的浊度、色度、UV254、CODMn的平均去除率分别为89.4、80.33、67.43、56,出水平mg/L,出水水质可满足城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921―2002)中观赏性景观环境用水水质标准。其中,混凝沉淀段对二级出水中的浊度、色度、UV254、CODMn的平均去除率分别为63.3、31.3、15. 6、16.7;O3段对色度和UVM4的去除起着重要的作用。

  水中的浊度、色度、UV254、CODMn的平均去除率分别为69.8、1.6、1. 4、7.1,而在相同条件下O3/普通砂滤/GAC工艺段对这些指标的去除率分别为54. 44、3、0.2、9.5,相比之下,生物砂滤的去除效果明显优于普通砂滤。

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