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工业的发展、城市规模的扩大,随之产生的工业废水和生活污水进入天然水体,对饮用水水源安全构成了严重隐患。与此同时,饮用水的水质要求不断提高,饮用水的卫生和安全性受到越来越多的关注。
针对我国城市饮用水普遍存在的有机微污染问题,提出采用生物强化过滤的新工艺处理饮用水。通过小试试验,研究了该工艺对长江下游南京段水源水污染物的去除效能,重点考察了有机物去除效果的影响因素,为生物强化过滤在我国饮用水处理中的应用提供借鉴。
试验采用自然挂膜的方式进行生物膜培养,提出了以滤柱对COD<,Mn>和NO<-><,2>-N的去除率作为生物膜成熟的评价指标。试验结果表明,强化过滤对有机物的去除效果比常规工艺更为显著。试验期间(滤速为7.5m/h),无烟煤——砂(滤后水反冲洗)和活性碳——砂两种双层滤料滤柱在对TOC和COD<,Mn>的平均去除率分别比常规过滤工艺高5%-14.6%和5.8%-26.7%。同时,生物强化过滤可以有效去除水中的氨氮和亚硝酸盐氮,当进水NH<,3>-N浓度为0.042-0.521mg/L,NO<-><,2>-N为0.006-0.164mg/L时,出水氨氮和亚硝酸盐氮基本检测不出。生物强化过滤能获得与常规过滤几乎一样低的出水浊度。当进水浊度在3.1~9.7NTU时,生物强化过滤能在较长时间内保持出水浊度小于0.5NTU。
生物强化过滤对有机物的去除效果受滤料介质、接触时间、反冲洗以及水温等因素的影响。与无烟煤和石英砂滤料相比,活性碳滤料表面的微生物具有较大的生物量和生物活性,因此对污染物的去除效果也最好。在接触时间为5.2min~17.2min范围内,增加接触时间,生物强化过滤效果提高,但两者并非成正比关系,接触时间建议在10min左右。自来水反冲洗严重破坏了无烟煤滤料表面的生物膜,但对活性炭滤料的影响较小;滤池出水反冲洗时,单独用水冲洗滤料对有机物的去除影响不大,气反冲洗对过滤效果产生了负面影响,这种影响比单水反冲洗的影响大。生物强化过滤的处理效率随水温的升高而有所提高。