强化混凝气浮-生物接触氧化处理微污染水的试验研究

黄从国

（1徐州工业职业技术学院徐州221140 2中国矿业大学环境与测绘学院徐州221008）

中国工业化进程在不断加快，人民生活水平在不断提高，人们对于饮用水的水质要求也在逐渐提高，但是全国地表水的总体水质属于中度污染，因此探索微污染水的处理技术就尤为重要。本文通过对传统混凝工艺的强化以及引入生物接触氧化工艺对微污染水进行联合处理试验，从而为传统的给水处理技术改造提供技术参考。

由于常规给水处理工艺不能有效的去除有机物和NH3-N，而且液氯消毒时易与原水中的腐殖质结合产生消毒副产物和三卤甲烷等致癌物质，直接威胁饮水健康[1]。生物法是目前水中除氮最有效、最经济的方法，在常规工艺前进行生物处理，主要应用有生物过滤、生物接触氧化、生物流化床等。因此，对受污染的水源水采用生物预处理在技术上是可行的,不仅可以去除部分有机污染、氨氮、嗅味，而且还可去除水的浊度、藻类等，从而降低后续常规处理的药剂消耗，明显地提高出厂水水质[2]。

1 试验用原水

试验原水来自某高职院校内小河，河内放养了少量的鱼，试验期间所取河水水质如表1所示。

表1 河水水质指标Tab.1 Water quality indicators

2 试验装置

试验装置工艺流程如图1所示。该实验装置的额定处理量为100L/h-1。

调节池里的原水，经提升水泵进入混合池，通过计量泵投加混凝剂，混合后的水进入混凝反应池。反应池出水进入气浮池进行悬浮物的气浮分离。依靠加压水泵将气浮池的一部分出水加压，并与压缩空气一起压入密封的溶气罐，使气体溶入水中。容器罐里的加压溶气水送入气浮池的接触室，通过释放器的突然降压，使溶于水中的空气以微气泡的形式释放出来，与絮凝后的水接触进行气浮分离。气浮池浮渣通过刮渣管去除。出水一部分回流溶气罐，一部分从出水管送入接触氧化池。接触氧化池的出水进入沉淀池沉淀，沉淀池上清液即为出水。定期从沉淀池底部排放污泥。

图1 混凝气浮-生物接触氧化试验装置

3 水质检测项目及方法

水质监测项目及方法如表2所示。

表2 水质检测项目及方法

4 试验方法

4.1 采用PAC和PFS两种混凝剂，配制成1%的溶液，然后用蠕动泵定量投加至混合池。回流比0.5，溶气罐表压0.3MPa。投加不同的混凝剂的量，分别对进水进行混凝气浮处理，并测定气浮进出水的浊度和CODMn。

4.2 采用上述试验得到的最佳混凝剂和投加量，容器罐表压不变，采用不同的回流比，分别对进水进行混凝气浮处理，并测定进出水的浊度和CODMn。

4.3 采用上述试验得到的最佳混凝剂、投加量、回流比，采用不同的生物接触氧化池的容积有机负荷，采用混凝气浮-生物接触氧化处理装置处理，并测定进出水的浊度、CODMn、NH3-N。

5 结果与讨论

5.1 混凝剂的种类和投加量对混凝气浮效果的影响

PAC和PFS在混凝过程中各有优点，铝盐水解速度慢，但絮体大而疏松；铁盐水解速度快，形成的絮体小而密实[3]。试验采用回流比0.5，溶气罐表压0.3MPa，通过改变混凝剂种类和投加量，分别测定出水水质参数。试验结果如图2。

由图2可知，当PAC投加量为15mg/L时，出现了浊度最低点，在1NTU左右。投加35mg/L的PFS，出水浊度仍然在2NTU。在投加量为10mg/L和15mg/L时，PAC的去除率为97.15%和97.86%；而PFS的为87.34%和93.67%，PAC显示出了对于浊度去除的优势。因此，选择PAC作为后续试验的混凝剂。由于在投加量为10mg/L和15mg/L时，PAC的去除率差别不大，考虑到经济性，选择投加量10mg/L。

图2 PAC、PFS对于浊度的去除效果

5.2 回流比对混凝气浮效果的影响

采用不同的回流比，出水的浊度和CODMn如图3所示。由图3可知，改变回流比对于浊度的去除率几乎没有影响，但是CODMn的去除率先有所增加，后又降低。当回流比为0.6时，出水的CODMn为6.5mg/L。此时，CODMn去除率最大，为53.58%，浊度的去除率为97.73%。因此，0.6为最佳的回流比，作为后续试验的回流比。

图3 不同回流比对于浊度和CODMn的去除效果

5.3 生物接触氧化池的容积负荷对于处理效果的影响

回流比采用0.6，溶气罐表压0.3MPa，PAC投加量10mg/L，生物接触氧化池不同容积负荷下出水的水质如图4所示。由图可见，当容积负荷为1.8 kgCOD/(m3.d)时，CODMn和NH3—N的去除率分别为58%和27%，NH3—N的去除率为最大值。当容积负荷为1.9 kgCOD/(m3.d)时，CODMn和NH3—N的去除率分别为61%和24%，CODMn的去除率为最大值。出水的CODMn和NH3—N的最小值分别为8.4mg/L和1.0mg/L。

图4 不同容积负荷对于CODMn和NH 3—N的处理效果

6 总结

采用强化混凝气浮-生物接触氧化工艺，处理微污染水源水的最佳运行参数为：回流比0.6，溶气罐表压0.3MPa，PAC投加量10mg/L，生物接触氧化池容积负荷1.8kgCOD/(m3.d)～1.9 kgCOD/(m3.d)。在最佳运行工况下，污染物的最高去除率可达到：浊度，97.86%；CODMn，61%;NH3—N,27%。

强化混凝气浮-生物接触氧化法处理微污染水，特别是藻类较多的微污染水，效果较好。采用最佳运行参数，出水水质可达到：浊度低于1NTU，CODMn低于8.4mg/L，NH3—N低于1mg/L。

出水继续采用传统给水处理工艺，可达到饮用水标准。因此，利用强化混凝气浮-生物接触氧化工艺作为微污染水源水常规给水处理的预处理方法技术上是可行的。

[1]张志军，徐智炜，杨丽芳，等.微污染水源水处理技术脱氮除磷效果的研究[J].水处理技术，2009，35(1):11-14.

[2]刘海燕.生物预处理微污染水[J].工业安全与防尘，2001，27（4）：32-34.

[3]薛笑莉,李瑞丰,张瑞士.聚硅酸铝铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁絮凝效果的比较[J].天津化工,2005,19(4):40-42.