对微污染黄河水处理的试验与研究
摘要:在地表水处理中,微污染水是常规净水工艺中较难处理的水质。作者通过研究,在水处理实践中大胆试验,摸索出一个用活性炭去除水中色、嗅、味,用高锰酸钾预氧化去除藻类的工艺运行方案,达到了理想的处理效果。
关键词:水处理 方案 试验 微污染黄河水
微污染水源水一般是指水体受到有机物污染,部分水质指标超过地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类标准的水体。淄博引黄工程位于黄河下游,受小浪底水库截留的影响,使得黄河下游流量减小,水体自净能力减小,逐渐形成微污染水源水。随着水源水富营养化的日益严重,有机物的数量和种类激增以及藻类大量繁殖,同时生活饮用水水质标准不断提高,水处理后水的色度、嗅味、耗氧量时有超标现象。现有常规处理工艺(混凝→沉淀→过滤→消毒)不能有效去除微污染水源水的有机物、氨氮等污染物,直接威胁饮用者的身体健康。为提高供水水质,经查阅资料,反复研究,我们决定使用粉末活性炭和高锰酸钾强化水质处理。在确定工艺方案之前,我们在不改变现有工艺的基础上,通过试验观察其效果。
1 粉末活性炭和高锰酸钾的性质
粉末活性炭的多孔性使其具有极大的内表面积,又因其颗粒小,比表面积大,吸附效果特别显著,吸附速度快,同时可增加絮凝矾花的核心作用,提高悬浮颗粒的碰撞机会,可提高混凝工艺的处理效果。
高锰酸钾为暗紫色、有金属光泽的棱状晶体,性质稳定,耐储存,易溶于水,溶液呈紫色。高锰酸钾最突出的性质是氧化性,是最常用的氧化剂之一。一般认为,高锰酸钾是通过氧化和吸附的共同作用去除饮用水源中的微量有机污染物。
2 淄博引黄工程运行流程
黄河水自刘春家引黄闸自流至沉沙池,水中绝大部分泥沙在此沉淀,然后经输水明渠送至新城水库泵站。泵站将明渠水扬入水库或扬入压力管道送至净水厂。黄河水在净水厂深度处理,泵房将处理后水经压力管道送至配水厂。配水厂将水加氯后送至临淄、周村、城区等用户。
精品整理
微污染原水处理BPAC-UF组合工艺
近年来，我国水源水受到工业、农业和生活污水不同程度的污染，特别是有机物的污染，导致水源水部分水质指标不符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)III类标准，水厂常规处理工艺(混凝→沉淀→过滤→消毒)无法对其进行有效净化，出厂水水质难以达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。目前对于微污染原水的处理方法，按其净化工艺可分为强化常规工艺、预处理工艺和深度处理工艺，具体则涉及到吸附、氧化、生物处理以及膜分离技术。膜分离技术由于其出水水质好且稳定、占地面积小、能耗较低等优点被公认为新一代水处理技术，用于净水处理的前景广阔。2006年，李圭白提出“以超滤为核心的第三代城市饮用水净化工艺”，我国的超滤膜水厂投产数也在大幅增加。但在实际生产过程中，溶解性有机物经过超滤膜处理后去除率并不高。此外，膜污染从膜分离技术诞生以来便是一个不容忽视的问题。因此，超滤膜常和其它工艺联用成为组合工艺，彼此之间取长补短，共同发挥各自效能来净化水质。
活性炭比表面积较大，其自身强大的吸附能力能够吸附去除水体中有机污染物。此外，活性炭表面生成的微生物膜可以利用微生物自身新陈代谢来有效降低水体中的氨氮(NH+4-N)浓度。因此，出现了生物粉末活性炭与超滤共同组成的“生物粉末活性炭-超滤”(BPAC-UF)工艺，BPAC-UF工艺在实际运用中主要分为一体式和分体式。一体式工艺，即粉末活性炭直接投加到膜池内形成膜生物反应器，也被称为粉末活性炭-膜生物反应器(powderedactivatedcarbon-membranebioreactor，PAC-MBR)工艺。分体式工艺，即进水先通过粉末活性炭池进行接触吸附，炭池出水再进入超滤膜池，可被称为BPAC-UF组合工艺。近年来，BPAC-UF工艺受到许多研究者的关注。宣雍琪等研究发现BPACUF组合工艺能够有效地去除微污染原水中的嗅味物质，李臻等通过对比“生物粉末活性炭-膜生物反应器”(biologicalpowderedactivatedcarbonmembranebioreactor，BPAC-MBR)工艺和BPAC-UF工艺发现，由于水力停留时间较长，BPAC-UF工艺中粉末活性炭表面的生物降解作用得到更好的发挥，抗冲击性能更好。
68 生物沸石与微污染水源净化8
梁国飞 颜培实
（南京农业大学动物科技学院 南京 210095）
摘要：通过实验室和现场应用研究生物沸石净化微污染水源的效果，实验室研究结果显示添加菌种和微孔
滤膜有利于生物沸石的形成，沸石组（Z组）、滤膜组（FM组）、菌种组（SZ组）和菌种滤膜组（SF组）生
物膜形成时间分别为35d、 30d、18d和16d；生物沸石净化微污染水源适宜的滤速为6-8m/h，此时对NH3-N
的去除率为95.4%，对CODMn的去除率为39.8%；现场实验结果显示生物膜成熟后，出水NH3-N浓度低于
0.2mg/L，出水NO2—N浓度低于0.01mg/L；生物沸石对CODMn的去除率稳定在45%左右，比沸石对CODMn的去
除率高出20%；沸石对大肠杆菌很好的去除效果，挂膜第4天对大肠杆菌的去除率为93.7%，第11天的去
除率为69.3%。
关键词：生物沸石；氨氮；大肠杆菌数；CODMn 天然沸石可以用于微污染水源去除氨氮，当沸石吸附水体中的铵达到一定水平后，就必
须考虑更换沸石或对沸石进行再生将富集于沸石上的铵解吸或转化，恢复沸石对铵的吸附能
力。
Murphy等人在1978年提出了沸石生物再生法[1]，在浸没沸石的溶液中加入一定量的硝
化细菌，观察到15d的转化效果相当于不加菌种时28d的效果，生物再生后的沸石可恢复
80%的铵吸附容量。生物再生法成本低廉，但再生速率慢、效率低，所以实际应用价值似乎
不大，这方面的研究曾一度处于停滞状态。随着环境问题的日益复杂，沸石的生物再生问题
重新被认识，并且得到深入研究。
Tsuno等（1994）开发了生物沸石反应器[2]，在反应器中，沸石既是铵的吸附材料，又
是硝化细菌生长的载体，它会逐渐变成长满细菌的生物沸石。由于沸石对铵地交换作用，水
体氨氮浓度受到控制，吸附到沸石上的铵会被表面的细菌硝化，实现沸石的动态生物再生。
因而生物沸石反应器可以稳定地去除高浓度氨氮，并能适应冲击负荷。
微污染水源水处理技术的若干方面思考
微污染水源水主要指因受到有机物污染，水质指标超过地表水环境质量标准Ⅲ类标准的水体，采用消毒、过滤、沉淀操作达到彻底净化的目的几乎不可能，一旦被饮用会严重影响人们的身体健康。近年来，我国将经济发展作为重点，忽略了水资源保护工作，导致微污染水源水的产生。考虑到水污染会给人们的生产生活产生较大不良影响，因此，加强对微污染水源水处理技术的研究受到越来越多业内专家的关注。
一、微污染水源水处理技术研究进展
微污染水源水处理是一项专业性比较强的技术，我国非常重视在该方面的投入。近年来经过相关专家和研究人员的不懈探索，研究出了多种微污染水源水处理技术，包括深度处理技术、新型处理技术等，并应用于微污染水源水的处理，一定程度上改善了微污染水源水质量。本文逐一对微污染水源水处理技术进行探讨。
1.深度处理技术
根据利用的物质，微污染水源水深度处理技术又被分为光催化氧化、膜过滤以及臭氧氧化处理技术。其中光催化氧化深度处理技术依据的原理为：利用N型半导体光催化剂与比较靠近太阳光谱紫外光的部分，将污染物处理成无机离子、二氧化碳、水等。目前，此种技术的研究进展体现在以下几方面：首先，如何选择合理的催化剂，在避免催化剂中毒的前提下提高反应速率，提高微污染水源水处理效率；其次，结合水体污染情况，确定最佳的催化剂载体，并运用科学的处理方法，提高处理整体质量；最后，加强其辅助技术的研究，优化此种技术的实际效果。
膜过滤处理技术是一种有效的微污染水源水处理技术，有反渗透技术、纳滤技术以及超滤技术之分，可有效去除污染水体中的细菌及臭味、色度等。膜过滤技术具有广阔的应用前景，因此国家在该技术的研究上投入了大量的人力与财力。研究表明，膜过滤技术还具有以下优点：其一，经膜过滤处理后水质浊度可满足国家规范标准要求，细菌学指标与饮用水相当；其二，该技术可将微污染水源水中的溶解性有机物、颗粒物以及胶体物去除，因此被广泛应用在微污染水源水处理中。 臭氧氧化技术是一种借助臭氧氧化能力，去除水体中土霉味物质、溶剂性有机物以及卤代甲烷前提物的技术。该种水处理技术还具有消毒杀菌功效，使水质得以提升。为进一步提高此种技术的处理效果，常与活性炭结合起来处理微污染水源水。在臭氧作用下将污染水体中的大分子有机物氧化为小分子有机物，为活性炭吸附作用的充分发挥奠定坚实的基础。
