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生物稳定性是评价饮用水水质的重要方面。有机物是水中异养菌生长的主要营养基质,如果出厂水有机物含量偏高,会促进供水管网中细菌再生长,产生诸多危害。南京市主要饮用水源地长江南京段的水质虽能常年保持在Ⅱ-Ⅲ类,但个别指标如石油为Ⅳ类,且有恶化趋势,逐渐呈现微污染特征。所以,有必要进行长江南京段水质调研、水处理工艺优化及生物稳定性研究。本文以长江南京段原水为研究对象,以提高饮用水生物稳定性为目标,研究了水源水有机物特性和分子量分布,考察了生物强化活性滤池、生物活性炭滤池及其组合工艺去除水中污染物的机理和性能。主要研究内容和结果如下:
针对填充柱状炭(1#)和球状炭(2#)的生物强化活性滤池分别进行了挂膜阶段指标检测、正式运行阶段不同空床接触时间(EBCT)和反冲工况及最佳工况对滤池效能影响。试验结果表明:在EBCT10min,气水联合反冲的最佳工况条件下,球状炭强化滤池对浊度、NH3-N、NO2--N、CODMn、UV254、BDOC的去除率分别为98%、86%、96%、27%、12%、70%。
针对填充柱状炭(1#)和球状炭(2#)的生物活性炭滤池分别进行了挂膜阶段指标检测和EBCT、水温及炭型对滤池效能影响。试验结果表明:在最佳EBCT为13.5min条件下,BAC滤池对浊度、NH3-N、CODMn和UV254的去除率分别约为75%、87%、28%和16%;温度对NH3-N和CODMn去除效果影响显著,而对浊度和UV254影响较小,且低温下滤池能保持较好的去除效果;两种炭型对滤池效果影响较小,可综合考虑水质和经济要求,合理选择炭型。
针对长江南京段原水水质特点,在最佳工况条件下全面分析常规、强化常规和生物活性炭三种工艺的除污特点及机制。试验结果表明:常规,强化常规和生物活性炭三种工艺对常规指标的去除率依次提高;长江南京段原水中的溶解性有机物主要由小于1K的有机物构成,生物活性炭工艺对各个分子量区间的去除效果都比较好,特别是对小于1K的有机物去除率大于30%:长江南京段原水的DOC、BDOC和AOC分别为2.162mg/L、0.627mg/L和121μg/L;常规工艺出水的BDOC和AOC均不能达到生物稳定性要求;强化常规工艺出水的BDOC在0.2mg/L以下,AOC在70μg/L左右;生物活性炭工艺出水的BDOC低于0.15mg/L,AOC在60μg/L左右,若采用合适的消毒剂及消毒方式,出水可达到生物稳定性要求。