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近年来,受污染太湖水源水中微量有机污染物、藻类代谢产物以及藻类暴发时产生的臭味物质等,在饮用水处理工艺中不黼效去除,饮用水水质安全得不到保障。因此开展针对太湖水源水的强化预处理技术研究显得尤为重要和紧迫。本文以太湖微污染原水为研究对象,以预处理阶段污染物的强化去除为目标,在对原水水质进行调查分析的基础上,开展生物接触氧化预处理以及长距离输水管道反应器强化去除原水中污染物的研究。主要结论如下: 太湖原水水质具有明显的周期性变化特征,藻类暴发期以及冬季枯水期时氨氮等污染物浓度会出现明显升高,微量有机物种类和浓度波动范围较大,其中邻苯二甲酸酯类和烃及卤代烃类浓度较高,达到0.1~10μg/L。分别以悬浮球填料、片状复合填料和组合填料为微生物载体,构建三组太湖原水生物接触氧化预处理小试装置(分别简称为R1、R2和R3),在两周内成功挂膜,其中R2的挂膜速度及污染物去除率均高于R1和R3,当气水比为1.2∶1时,R2的生物量及脱氢酶活性分别为3.49μmolP/g填料、1.846μg(mg·h)-1。因此采用片状复合填料可以提高原水中污染物的去除效率。生物预处理的水力停留时间及气水比以1h和1~1.2∶1为宜,在此条件下,氨氮和耗氧量的去除率分别为46.6%和20.1%,微囊藻毒素-LR、六氯苯和邻苯二甲酸酯类物质的去除率分别达到19.39%、40.91%和28.98%。基于生物预处理中试装置的研究表明,局部曝气运行方式可以强化污染物的去除,氨氮和耗氧量的去除率分别提高了18.35%和6.67%。 生物预处理出水进入长距离输水管道生物反应器(LP-BR),反应时间为8h时,氨氮、藻类和TOC的去除率分别达到24.77%、15.3%和14.44%。在投加粉末活性炭的长距离输水管道反应器(LP-PCR)中,有机污染物的去除效率随粉末活性炭投加量的增加显著提高,反应时间为8h、粉末活性炭投加量为17mg/L时,微囊藻毒素-LR、六氯苯和邻苯二甲酸酯类物质的去除率分别达到61.11%、42.11%和48.99%。采用生物预处理-LP-BR的组合方式进行太湖原水预处理,氨氮和耗氧量的去除率分别提高了17.9%和13.0%,而生物预处理-LP-PCR(投加粉末活性炭)预处理可以使耗氧量的去除效率提高44.2%。 基于上述研究结果,生物预处理反应器中采用片状复合填料和局部曝气的方式,以及生物预处理与长距离输水管道反应器联用,可以强化对太湖原水中污染物的去除,保障供水水质安全。