本文關(guān)鍵詞：微污染原水深度處理工藝優(yōu)化與飲用水生物穩(wěn)定保障研究

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【摘要】：近年來,淮河流域鹽城段水源水中微量有機(jī)污染物的種類和濃度逐漸升高,水源水呈微污染狀態(tài),傳統(tǒng)水處理技術(shù)已很難有效去除這些微量有機(jī)物,飲用水水質(zhì)安全得不到保障,水質(zhì)生物穩(wěn)定性較低。因此開展針對(duì)淮河流域水源水的深度處理技術(shù)研究顯得尤為重要和緊迫。本論文根據(jù)淮河流域通榆河和鹽龍湖段水源水質(zhì)特征,相應(yīng)開展了四個(gè)方面的研究工作：水源地水質(zhì)調(diào)研；以臭氧——生物活性炭為核心的飲用水中試處理試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與調(diào)試；生物接觸氧化池和預(yù)臭氧處理?xiàng)l件的運(yùn)行優(yōu)化及其對(duì)三鹵甲烷生成潛能的影響,并比較工藝流程1(生物預(yù)處理——混凝沉淀——強(qiáng)化過濾)和工藝流程2(預(yù)臭氧——混凝沉淀——砂濾)對(duì)水中污染物的去除效果；臭氧——生物活性炭工藝運(yùn)行優(yōu)化,重點(diǎn)關(guān)注水中污染物去除及水質(zhì)生物穩(wěn)定性保障。通過對(duì)兩處水源地的水質(zhì)進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn),兩處水源地主要污染指標(biāo)有濁度、CODMn、氨氮、總氮、總磷、鐵和錳等,自2010～2015年期間,鹽龍湖原水濁度呈逐年下降趨勢(shì),且全年中7、8月份濁度最高,冬季濁度最低。CODMn也呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì),水質(zhì)略有改善,但仍然超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002),對(duì)于Fe含量?jī)H在全年的6～9月份超過0.3mg/L的地表水三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而近兩年Mn含量均低于0.1mg/L的地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值；通榆河的水中濁度和CODMn呈逐年上升趨勢(shì),超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值,且Fe含量在秋冬季節(jié)濃度較高,而春夏Fe含量多低于地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值,Mn含量?jī)H在6-9月份中可能會(huì)超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限制；兩處水源地中氨氮、總氮和總磷的濃度均較高,但鹽龍湖有降低趨勢(shì),而通榆河則有惡化趨勢(shì),所以整體而言,兩處水源地均呈現(xiàn)出微污染現(xiàn)象。通過對(duì)生物接觸氧化池預(yù)處理單元研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)水力停留時(shí)間(Hydraulic retention time:HRT)為2h,氣水比在(1-1.2)：1的范圍內(nèi),CODMn和氨氮的去除率分別為16.64%和47.16%。結(jié)合掛膜期間有機(jī)物的去除效果可以看出,去除率較高的有機(jī)物分子量多低于1000Da。生物接觸氧化預(yù)處理能夠有效降低三鹵甲烷生成潛能,其中三氯甲烷和一氯二溴甲烷去除率分別為17%和12%。通過對(duì)預(yù)臭氧運(yùn)行工況的研究,確定臭氧投加量為0.5mg/L、臭氧接觸時(shí)間為5min時(shí),CODMn和UV254的去除率為28.21%和32.89%,DOC和BDOC增長(zhǎng)率分別為20.89%和22.14%,水質(zhì)生物穩(wěn)定性降低,但有助于后續(xù)生物活性炭對(duì)有機(jī)物的降解去除。預(yù)臭氧對(duì)水中三氯甲烷、一溴二氯甲烷和一氯二溴甲烷的去除率分別為9%、8.98%和10.57%,三溴甲烷去除率最低為4.67%,這可能是因?yàn)樗袖寤锏暮枯^低,與次溴酸反應(yīng)的有機(jī)物前體物較少。探討工藝流程1和工藝流程2對(duì)水中污染物的去除效果,工藝流程1對(duì)水中CODMn、氨氮、DOC、BDOC和三鹵甲烷生成潛能的去除效果較好,而工藝流程2對(duì)水中UV254去除率較好,但會(huì)引起水中氨氮、DOC和BDOC濃度的升高,提高水質(zhì)的可生化性,一般將臭氧作為預(yù)處理時(shí),多與生物活性炭聯(lián)用,保障水質(zhì)的生物穩(wěn)定性。對(duì)臭氧——生物活性炭深度處理研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)臭氧接觸時(shí)間為10min,臭氧投加量自1.2mg/L增加至2.0mg/L時(shí),CODMn和氨氮的去除率僅分別提高了5.45%和7%,對(duì)TOC的去除效果較差,而DOC和BDOC分別增長(zhǎng)了20%和111.65%,這說明臭氧氧化作用增大了水中DOC含量,降低了水質(zhì)生物穩(wěn)定性,所以從工藝優(yōu)化角度出發(fā),臭氧投加量為1.2mg/L較為合適�？疾焐锘钚蕴繛V池除污效果,當(dāng)濾速在6-8m/h,空床接觸時(shí)間(Empty bed contact time:EBCT)在15min時(shí),填料高度為0.9～1.5m, CODMn、UV254和氨氮的去除效果最好,隨著炭層深度的增加,TOC和DOC的去除率都呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì),去除率最高分別為42.95%和66.56%,BDOC出水濃度多低于0.35mg/L,對(duì)提高出水生物穩(wěn)定性至關(guān)重要
【關(guān)鍵詞】：水源水質(zhì) 運(yùn)行優(yōu)化 生物接觸氧化池 預(yù)臭氧 臭氧—生物活性炭 三鹵甲烷生成潛能 生物穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 飲用水水源水質(zhì)污染現(xiàn)狀12
• 1.2 飲用水生物穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 AOC測(cè)定原理及方法比較12-13
• 1.2.2 BDOC測(cè)定原理及方法比較13
• 1.2.3 BRP測(cè)定原理及方法比較13-14
• 1.3 常規(guī)工藝處理微污染水的缺陷14-15
• 1.4 微污染原水預(yù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 生物預(yù)處理技術(shù)15-16
• 1.4.2 化學(xué)氧化預(yù)處理技術(shù)16
• 1.4.3 吸附預(yù)處理技術(shù)16-17
• 1.5 微污染水強(qiáng)化水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5.1 強(qiáng)化混凝17
• 1.5.2 強(qiáng)化過濾17-18
• 1.6 微污染水深度處理工藝研究現(xiàn)狀18-19
• 1.6.1 膜處理技術(shù)18
• 1.6.2 臭氧氧化技術(shù)18
• 1.6.3 活性炭吸附技術(shù)18-19
• 1.6.4 臭氧——生物活性炭技術(shù)19
• 1.7 課題研究目的及內(nèi)容19-22
• 1.7.1 課題研究目的19-20
• 1.7.2 課題研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與研究方法22-34
• 2.1 試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)22-27
• 2.2 試驗(yàn)裝置的安裝與調(diào)試27-28
• 2.3 分析方法及說明28-34
• 2.3.1 BDOC測(cè)定方法及步驟28-29
• 2.3.2 BRP測(cè)定方法及步驟29-30
• 2.3.3 有機(jī)物分子量分布的測(cè)定方法30-31
• 2.3.4 生物量測(cè)定方法及步驟31-32
• 2.3.5 三鹵甲烷生成潛能分析方法及步驟32-34
• 第三章 淮河流域鹽城段水源地水質(zhì)調(diào)研34-43
• 3.1 淮河流域鹽城段供水狀況34
• 3.2 淮河流域鹽城段主要水質(zhì)指標(biāo)調(diào)查分析34-42
• 3.2.1 濁度年平均變化34-36
• 3.2.2 COD_(Mn)年平均變化36-37
• 3.2.3 氨氮、總氮和總磷年平均變化37-39
• 3.2.4 藻類年平均變化39-40
• 3.2.5 Fe、Mn月平均變化40-42
• 3.3 小結(jié)42-43
• 第四章 微污染原水水處理工藝優(yōu)化研究43-62
• 4.1 中試試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)工況43
• 4.2 生物接觸氧化池啟動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)43-45
• 4.3 不同工藝參數(shù)條件下生物接觸氧化池對(duì)污染物的去除效果45-51
• 4.3.1 不同HRT對(duì)生物接觸氧化池運(yùn)行影響46-47
• 4.3.2 不同氣水比對(duì)生物接觸氧化池運(yùn)行影響47-49
• 4.3.3 不同氣水比下生物接觸氧化池內(nèi)生物量的變化49
• 4.3.4 生物接觸氧化池預(yù)處理對(duì)不同分子量有機(jī)物的去除規(guī)律49-50
• 4.3.5 生物接觸氧化池預(yù)處理對(duì)三鹵甲烷生成潛能去除影響50-51
• 4.4 鹽城市城東水廠預(yù)臭氧氧化處理工藝對(duì)污染物去除效果51-54
• 4.4.1 對(duì)COD_(Mn)去除效果影響51
• 4.4.2 對(duì)氨氮去除效果影響51-52
• 4.4.3 對(duì)UV_(254)去除效果影響52-53
• 4.4.4 對(duì)DOC和BDOC去除效果影響53-54
• 4.4.5 對(duì)三鹵甲烷生成潛能去除影響54
• 4.5 微污染水處理工藝對(duì)污染物去除效果對(duì)比分析54-60
• 4.5.1 對(duì)濁度去除影響分析55-56
• 4.5.2 對(duì)COD_(Mn)去除影響分析56-57
• 4.5.3 對(duì)氨氮去除影響分析57
• 4.5.4 對(duì)UV_(254)去除影響分析57-59
• 4.5.5 對(duì)DOC和BDOC去除影響分析59-60
• 4.6 小結(jié)60-62
• 第五章 臭氧——生物活性炭工藝對(duì)水質(zhì)生物穩(wěn)定性保障研究62-82
• 5.1 臭氧投加量對(duì)污染物去除影響62-67
• 5.1.1 對(duì)COD_(Mn)去除影響62-63
• 5.1.2 對(duì)UV_(254)去除影響63
• 5.1.3 對(duì)氨氮去除影響63-64
• 5.1.4 對(duì)TOC和DOC去除影響64-65
• 5.1.5 對(duì)三鹵甲烷生成潛能去除影響65-67
• 5.2 生物活性炭除污染能力探討67-72
• 5.2.1 生物活性炭掛膜期間對(duì)污染物的去除研究68-70
• 5.2.2 考察空床停留時(shí)間(EBCT)與COD_(Mn)、UV_(254)之間的關(guān)系70-72
• 5.3 生物活性炭除污染機(jī)理探討72-77
• 5.3.1 生物活性炭對(duì)COD_(Mn)去除機(jī)理探討72-73
• 5.3.2 生物活性炭對(duì)UV_(254)去除機(jī)理探討73
• 5.3.3 生物活性炭對(duì)“三氮”去除機(jī)理探討73-74
• 5.3.4 生物活性炭對(duì)TOC和DOC去除機(jī)理探討74-76
• 5.3.5 生物活性炭對(duì)三鹵甲烷生成潛能的影響研究76-77
• 5.4 水質(zhì)生物穩(wěn)定性保障研究77-80
• 5.4.1 臭氧投加量對(duì)BDOC去除影響研究77-78
• 5.4.2 生物活性炭對(duì)BDOC的去除影響78-79
• 5.4.3 生物活性炭對(duì)BRP的去除影響79
• 5.4.4 最佳工況下水質(zhì)生物穩(wěn)定性保障79-80
• 5.5 小結(jié)80-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-86
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-94
• 在校期間發(fā)表論文情況94

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本文編號(hào)：851189