曝气生物滤池处理微污染水源水研究进展-论文港

感谢您关注论文港（）希望我们整理的论文素材对您有所帮助！记得更改这里哦！欢迎您关注论文港（）希望我们整理的论文素材对您有所帮助！记得更改这里哦曝气生物滤池处理微污染水源水研究进展摘要：从目前我国水资源污染现状出发，概述了国内外曝气生物滤池预处理微污染水源水的研究现状，并对其进行了展望。论文关键词：微污染源水；生物预处理；曝气生物滤池1.水源的污染现状和主要危害近些年来，我国水源水质污染呈恶化趋势。《2006年中国环境状况公报》显示，2006年全国地表水总体水质属中度污染。[1]水源水的污染不仅给人类的健康带来了较大的危害，而且对传统净水工艺和水质的影响所造成的各种损失更是难以估量。水源水质的恶化，一方面势必额外投加大量的混凝剂，使制水成本大大增加；另一方面由于传统净水工艺对水中微量有机污染物没有明显的去除效果，相反还可能使出水氯化后的致突变活性有所增加，水质毒理学安全性下降，对人体健康造成危害。与此同时，水源水的污染还加剧了水资源的危机。2.微污染水源水预处理技术针对微污染水源水处理问题，国内外进行了大量的研究和实践。按照处理工艺的流程，可以分为预处理、常规处理、深度处理。常规处理工艺不能有效去除微污染原水中的有机物、氨氮等污染物；液氯很容易与原水中的腐殖质结合产生消毒副产物三卤甲烷，[2]直接威胁饮用者的身体健康。因此，从70年代开始水处理研究人员开发出许多净化水的新技术，代写硕士论文包括强化传统工艺、预处理技术和深度处理技术。预处理通常是指在常规工艺前面，采用适当的物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物进行初级去除，同时可以使常规处理更好地发挥作用，减轻常规处理和深度处理的负担，改善和提高饮用水水质，主要包括吸附预处理、化学氧化预处理和生物氧化预处理技术。生物氧化预处理是指在常规净水工艺之前，增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中的污染物。自70年代以来，生物法被移植到微污染水源给水处理中是饮用水技术领域的一个重大进展，在欧洲应用较普遍，我国目前正处于推广应用阶段，采用的反应器基本上全是生物膜型，主要有生物滤池、生物转盘、生物塔滤、生物接触氧化、生物流化床等[3]。生物预处理的处理对象就是那些常规处理方法不能有效去除的污染物，如可生物降解的有机物，人工合成的有机物和氨氮、亚硝酸盐氮、铁、锰等[4]。该工艺的优点是对污染物的去除经济有效，不产生“三致”物质，减少混凝剂和消毒剂的用量，在降低制水成本的同时还改进水质，适宜于自来水厂的改造；不足之处主要是运行效果受到诸多因素的影响，尤其是原水水质、水温、操作管理水平高低的影响，启动时间稍长，需要一定的成熟期[5]3.曝气生物滤池处理微污染水源水曝气生物滤池（BAF，BiologicalAeratedFilter）是上世纪80年代末和90年代初在欧美兴起的污水处理新工艺。该技术被广泛应用于工业废水、生活污水、医药废水、城市污水等污水有机物、SS的二级处理，脱氮除磷的三级处理以及微污染水源水的预处理[6~9]。曝气生物滤池是将生物接触氧化法与给水过滤相结合的一种好氧生物膜法污水处理工艺，属于生物过滤技术，其工作原理主要有过滤、吸附和生物代谢[10]，主要是利用填料的拦截和填料上生物膜的生物降解双重作用来将污染物加以去除，是普通生物滤池的一种变形形式。曝气生物滤池在生物膜、反应动力学、填料的开发与改良以及微污染水处理方面的研究现状如下：（1）生物膜生物膜是附着在固体表面的微生物体的层状聚集。目前，微污染水源水的生物预处理技术均采用生物膜法，水处理研究工作者关于生物膜对微污染水中的微生物营养基质的去除机理己进行了广泛的探讨，有关生物膜结构特征、生物活性、生物种群构成、污染物负荷、传质效率、扩散效率、水力条件、处理效率与反应器微生物特征相关性的研究近年来比较活跃。管理类论文Fdz-Polanco等[11]探讨了工艺参数变化与生物膜生长及硝化菌活性的关系：生物膜生长速度与滤池的高度、氨氮的浓度及充氧有关，硝化菌的活性主要受氨氮浓度和温度的影响。S.Villaverde等[12]研究了曝气生物滤池的PH值对硝化菌硝化活性的影响。邱立平等[13]对曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理的研究结果表明：曝气生物滤池的结构特征和运行方式能够进行短程硝化反硝化。通过采用分子生物学技术、扫描隧道显微镜技术（STM）等检测手段，提高了生物检测的灵敏性和准确性，使得生物膜的研究正得以广泛而深入地进行，成为一个较前沿的领域。（2）反应动力学生物膜反应器系统的动力学研究己进行得比较深入，在Monod公式的基础上建立了一系列生物膜反应动力学模型，如比较著名的反应-扩散理论、表面反应理论[10]等。但是直接针对曝气生物滤池的动力学研究报道还很少。Hamoda[14]通过对曝气生物滤池处理合成碳水化合物废水的研究，认为底物利用速率是底物浓度的双曲线函数，固体停留时间是水力停留时间、有机物负荷等的函数。Mann[15]等则推导出了以溶解性COD的进出浓度及反应器高度为参数因子的经验模型。目前许多学者认为好氧生物膜过滤反应器的总反应级数为一级，由于运行条件及处理对象、处理目的的不同，许多经验模型缺乏普遍性，理论模型又过于复杂而实际指导意义差，所以进一步对曝气生物滤池的反应动力学进行深入探讨是研究曝气生物滤池处理机理的主要工作之一。（3）填料填料作为曝气生物滤池的核心组成部分，影响着曝气生物滤池的发展。曝气生物滤池所用填料，根据其采用原料的不同，可分为无机填料、有机高分子填料；根据填料密度的不同，可分为上浮式填料和沉没式填料。无机填料一般为沉没式填料，有机高分子填料一般为上浮式填料。常见的无机填料有陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、膨胀硅铝酸盐等，有机高分子填料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。目前在曝气生物滤池中多采用无机填料。填料的粒径对处理效果有很大的影响，粒径较小可以提高处理效率，但同时也会缩短运行周期，增加反冲洗次数和强度。国外，RebeccaMoore等[16]研究了填料对BAF处理效果的影响，发现小颗粒（1.5~3.5mm）填料虽然有利于脱氮，但不适应高的水力负荷；而大颗粒（2.5~4.5mm）填料虽然改善了滤池操作条件，论文减少了反冲洗的次数，但不利于脱氮和SS的去除。这为曝气生物滤池填料在尺寸要求上提供了一定的依据。田文华等[17]对BAF试验研究表明，粒径为2~3mm的沸石填料对氨氮的去除率比4~5mm的高。载体材料对BAF的去除效果影响较大。江萍等[18]对轻质球型陶粒BAF工艺处理生活污水的研究结果表明：国产轻质球型陶粒固着微生物量大，挂膜快，寿命长，充氧能力强，BOD、氨氮去除率达80%以上，适宜作BAF的载体。周云等[19]在周家渡水厂进行的研究表明：BAF预处理工艺对原水浊度、铁、锰、氨氮、亚硝酸盐、COD和可同化有机碳的去除率分别为40.9%、53.1%、36.6%、39.9%、40.1%、15.4%和54%，提高了出水水质和生物稳定性。Won-SeokChang等[20]以BAF对纺织废水的处理效果发现：天然沸石对纺织废水的处理效果优于砂粒的处理效果，因为天然沸石具有更强的阳离子交换能力和更大的比表面积。田文华等[21]用沸石BAF处理生活污水的中试结果表明：当水力负荷为2.2m/h时，对COD、氨氮和浊度的去除率分别可达73.9%、88.4%、96.2%。（4）曝气生物滤池在微污染水处理方面的国内外研究现状曝气生物滤池技术作为一种新型微污染水处理技术，可以去除水中过多的SS、有机物和营养性物质，减轻后续水处理工艺的负担，提高供水水质。国外，Cromphout[22]在处理富营养化水源水时应用曝气生物滤池进行硝化取得了很高的氨去除率。Mitsurn[23]将BAF用于饮用水预处理中，对有机物和氨氮的去除效进行了研究。国内BAF用于微污染水的处理开始于清华大学，刘文君等[24]将生物陶粒滤池用于微污染水中氨氮去除的生产性研究表明：氨氮的去除效果可达90%以上。桑军强等[25]研究发现：生物陶粒反应器中氨氮和COD的去除率在低温条件下都有明显的下降，但仍有一定的去除率。目前的BAF工艺主要以生物陶粒为填料，而以活性炭、沸石等其他材料为填料的研究也很广泛，如张云霞等[26]采用生物活性炭滤池处理微污染水的结果表明：滤池对COD、氨氮、浊度和UV254的去除率分别为23.9%、75.3%、29.4%和20.3%，具有较好的去除效果；李德生等[27]采用沸石BAF处理微污染水的研究发现：沸石作为BAF的填料具有与生物陶粒BAF和活性炭BAF同样的处理效果，而沸石价格比活性炭和陶粒低廉，经济管理毕业论文以沸石为填料的BAF技术应用潜力很大。4.展望曝气生物滤池处理技术作为一项新兴的给水处理技术，正处在不断发展和完善的过程当中。该工艺还存在许多关键性的技术需要进行进一步的深入探讨，特别是对于该工艺长期运行的稳定性、低温条件下的工艺特性等问题尚缺乏切实深入的研究。作为给水处理整体工艺的一部分，如何把曝气生物滤池同其他工艺过程协调统一，最大限度的发挥其作用，提高饮用水的水质，也是值得进行深入细致研究的课题。参考文献[1]国家环保总局.2006中国环境状况公报(EB/OL).,2007-06-05.[2]HintelmannH,WelbournPM,EvanasRDMeasurementofcomplexationofmethlmercurn(Ⅱ)compoundsbyfreshwaterhumicsubstancesusingequilibriumdialysis[J].Environ.Sci.Technol.,1997,31(2):485~489.[3]张燕,王志奇,陈英旭.微污染水源水的控制技术[J].环境污染与防治,2001,23(2):69~71.[4]陈汉辉,孙国胜.生物接触氧化法处理微污染源水的研究进展与应用[J].环境污染治理技术与设备,2000,1(3):55~60.[5]李伟英.给水生物预处理工艺中生物相变迁规律及作用[J].环境与开发,2000,15(2):5~8.[6]肖文胜,徐文国,齐兵强.上流式曝气生物滤池处理城市污水[J].中国给水排水,2003,19(2):49~50.[7]刘建广.曝气生物滤池处理医院污水试验研究[J].给水排水,2003,29(4):51~53.[8]桑军强,王占生.BAF在微污染源水生物预处理中的应用[J].中国给水排水,2003,19(2):21~23.[9]黄健盛,谷晋川,等.曝气生物滤池处理生活污水试验研究[J].西华大学学报(自然科学版),2006,25(4):47~49.[10]刘雨,赵庆良,郑兴灿.生物膜法污水处理技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2000:3~4.[11]F.Fdz-Polanco,E.Mendez,S.Villaverde.StudyofNitrifyingBiofilmsInSubmergedBiofiltersByExeperimentalDesignMethodsn[J].Wat.Sci.Tech.,职称论文1995,32(8):227~233.[12]S.Villaverde,GarciaPA,Fdz-PolancoF.InfluenceOfPHOverNitrifyingBiofilmActivityInSubmergedBiofilters[J].Wat.Res.,1997,31(5):1180~1186.[13]邱立平,马军.曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究[J].中国给水排水,2002,18(11):1~4.[14]M.F.Hamoda.Kineticanalysisofaeratedsubmergedfixed-film(ASFF)bioreactors[J].Wat.Res.,1989,23(9):1147~1154.[15]A.T.Mann,T.Stephenson.Modelingbiologicalaeratedfiltersforwastewatertreatm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