李德生，黃曉東，王占生
清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系

　　摘要：通過對傳統(tǒng)工藝中的普通濾池進(jìn)行生物強(qiáng)化，可以使原水中氨氮(NH3-N)的去除率由原來的30%～40%提高到93%，亞硝酸鹽氮(NO-2-N)的去除率由零提高到95%，有機(jī)物(CODMn)的去除率由20%提高到40%左右，出水濁度保證在1 NTU以下，經(jīng)消毒后能滿足衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的要求。經(jīng)長期運(yùn)行測定，在濾速10 m/h、反沖洗(1～2次)/d情況下依然保持良好的處理效果。該技術(shù)不增加任何新設(shè)施，只是強(qiáng)化現(xiàn)有工藝，是解決微污染源水水質(zhì)的一項(xiàng)新途徑。
　　關(guān)鍵詞：微污染源水；凈化；普通濾池；生物強(qiáng)化過濾
　　中圖分類號：TU991.2
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　文章編號：1000-4602(2000)10-0018-03

A New Process for Micro?Polluted Source Water Treatment?Biologically
 Enhanced Filtration
LI De?sheng，HUANG Xiao?dong，WANG Zhan?sheng
(Depart.of Environ Sci.and Eng.,Qinghua Univ.,Beijing 100084,China)

　　Abstract: Biological enhancement of ordinary filter in the conventional process was studied.The results showed that removal rate of ammonia nitrogen raised to 93% from 30%～40%,that of nitrite raised to 95% from zero and that of organic matter(CODMn) raised to about 40% from about 20%.Turbidity of filtered water was assured below 1 NTU and could meet the requirement of sanitary index after disinfection. Through a long operating time, the treatment efficiency of the system still kept high at filtration rate of 10 m/h and backwash frequency of (1～2 time)/d. Only enhancing the conventional treatment process, the new process is a way to deal with micro?polluted source water without increasing any equipment.
　　Keywords: micro?polluted water;  purification; conventional filter; biologically enhanced filtration

　　對微污染源水的處理，目前國內(nèi)外研究最多的是對原水進(jìn)行預(yù)處理、出水深度處理和強(qiáng)化混凝。這些方法在微污染源水水質(zhì)處理中起到了一定作用，但它要求在原處理工藝的基礎(chǔ)上增加新設(shè)施，或?qū)υO(shè)施進(jìn)行大改造，因此增加了一次性投資和運(yùn)行成本。本研究在分析強(qiáng)化混凝理論方法的基礎(chǔ)上提出了強(qiáng)化過濾的新概念。強(qiáng)化過濾是對普通濾池進(jìn)行生物強(qiáng)化，由生物濾料與石英砂濾料組合而成，該工藝既可以起生物、過濾作用，又不增加任何新的設(shè)施，因而具有非常重要的意義。

　　1  試驗(yàn)內(nèi)容

　　生物濾料與石英砂組成雙層濾池，石英砂在下，對濁度和細(xì)菌起把關(guān)作用。生物濾料的濾層高度為700 mm，石英砂層高為300 mm。
　　試驗(yàn)以進(jìn)、出水中NH3-N、NO-2-N、CODMn、Fe、Mn、濁度、色度等為評價(jià)指標(biāo)。
　　強(qiáng)化過濾以表面曝氣為微生物生長提供氧氣，進(jìn)水溶解氧保證在7 mg/L左右。

　　2  試驗(yàn)結(jié)果

　　2.1  與普通濾池對污染物去除的對比試驗(yàn)
　　在濾速10 m/h左右，強(qiáng)化過濾與普通濾池對NH3-N、NO-2-N、CODMn的去除效果見圖2、3、4(普通濾池出水不加氯)。濁度、色度和Fe、Mn的去除情況見表1。

　　2.2  出水細(xì)菌分析
　　強(qiáng)化過濾與普通濾池出水中細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌的變化情況見表2。

　　3  試驗(yàn)結(jié)果分析

　　圖2、3、4是強(qiáng)化過濾與普通濾池對NH₃-N、NO₂^-_N、COD_Mn去除效果的多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總，其中強(qiáng)化過濾對NH3-N的去除率由普通濾池的30%～40%提高到93%，NO₂^-_N由普通濾池出水無去除作用到去除率提高到95%，有機(jī)物COD_Mn去除率由20%提高到40%左右。現(xiàn)場試驗(yàn)證明：在原水水溫為8～32 ℃時(shí)，強(qiáng)化過濾出水NH3-N可一直保持在0.5 mg/L以下，NO₂^-N可維持在0.05 mg/L以下，COD_Mn的去除率一般在30%左右。由此可見，溫度對強(qiáng)化過濾去除NH₃-N、NO₂^-N、CODMn的能力影響較小，即使在試驗(yàn)水溫較低時(shí)(8～15℃)，強(qiáng)化過濾對有機(jī)物的去除率仍可達(dá)到20%以上。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因是：硝化細(xì)菌為自養(yǎng)菌，這種細(xì)菌一旦在所用過濾材料上生長成膜，其生命力就較旺盛，不易受其他因素的影響；另外，硝化菌的自身氧化分解速率隨溫度降低而變小，表明能在較低水溫條件下利用較小的能量進(jìn)行生長和繁殖，從而可導(dǎo)致硝化細(xì)菌數(shù)量的積累增加，保持較強(qiáng)的硝化能力。有機(jī)物在低溫下的降解是由于水溫低時(shí)生物膜內(nèi)微生物仍保持有一定的活性，某些種類的微生物仍能快速生長繁殖，生物膜固定生長特點(diǎn)也使生物濾料內(nèi)微生物對低溫水質(zhì)有了較好的適應(yīng)能力，從而使生物仍具有一定的降解有機(jī)物的效果。
　　表1結(jié)果表明：強(qiáng)化過濾對原水濁度、色度、Fe、Mn均有較高的去除效果，濁度的去除效率比普通濾池提高了40%左右，由于生物的降解作用，色度去除率也比普通濾池提高了40%左右，對原水中溶解性鐵和錳也有較好的生物氧化能力，其去除率分別比普通濾池提高60%左右。
　　表2表明：強(qiáng)化過濾的出水中細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌數(shù)均得到不同程度的降低，再經(jīng)加氯消毒后，這兩項(xiàng)衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)均滿足了飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。由此可見，生物強(qiáng)化過濾不但可以利用生物作用去除水中大量的污染物質(zhì)，而且對細(xì)菌也有一定的截留作用。
　　試驗(yàn)研究還表明，為適應(yīng)一般砂濾池的特性，對生物強(qiáng)化濾池模擬砂濾池進(jìn)行頻繁反沖洗試驗(yàn)，結(jié)果顯示生物強(qiáng)化過濾所載生物膜受反沖洗的影響較小，在反沖洗(1～2次)/d的情況下依然保持良好的處理效果。

　　4  結(jié)論

　　①生物強(qiáng)化過濾的試驗(yàn)結(jié)果表明，它能有效地去除水中的氨氮、亞硝酸鹽氮、有機(jī)物、Fe、Mn、濁度、色度等(NH₃-N去除率由原來的30%～40%提高到93%，NO₂-N由無去除作用提高到95%，COD_Mn由20%提高到40%左右，F(xiàn)e的去除提高到96%以上，Mn的去除提高到92%以上，濁度保證在1 NTU以下，色度保證在1倍以下)。
　　②生物強(qiáng)化過濾能在較高濾速下運(yùn)行(10 m/h左右)，反沖洗對其影響不大。
　　③生物強(qiáng)化濾池只是對現(xiàn)有工藝的強(qiáng)化，不增加任何新設(shè)施，是解決微污染源水水質(zhì)的一項(xiàng)新途徑。

　　參考文獻(xiàn)：
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　　[3] Mouchet P.…[J].J AWWA,1992，84(4)：158.

　　作者簡介：李德生(1965-)，男，山東人，蘭州鐵道學(xué)院副教授，碩士，研究方向：水質(zhì)工程與環(huán)境保護(hù)。
　　作者通訊處：730070蘭州鐵道學(xué)院環(huán)境工程系
　　電話：(0931)8938177
　　收稿日期：2000-04-17