河水处理-净水站水处理中的生物预处理介绍

生物预处理

采用生物预处理的必要性

我们采用CODcr表示水中有机物的生物耗氧量，而用CODmn作为衡量水中有机物相对含量的综合指标；水中CODmn常大于5~7mg/L。2001年卫生部规定饮用水CODmn不超过3mg/L，氨不超过0.5mg/L,要达到这个要求，常规处理是难以达到的。

在絮凝、沉淀、过滤等常规处理工艺前，采用生物方法直接处理原水则称为生物预处理。它借助微生物的生命活动对水中的有机污染物及氨氮、亚硝酸盐或铁盐等无机物进行初步去除，从而盖上水的混凝沉淀性能，使后续传统工艺更好的发挥作用。微污染原水中的有机基质、氨氮和亚硝酸盐等浓度，相对于污水而言都是很低的，去除的项目不是以BOD为主，而是以氨氮、铁锰、藻类为主。生物预处理工艺适用于氨、铁锰浓度高而浊度不高的水源，用生物预处理的方法来处理微污染原水。常用的构筑物主要有生物接触氧化池、曝气生物滤池、生物转盘等。

生物膜法的性能和特点

生物膜法是指在好氧条件下利用附着在载体上的生物膜对水中生物可降解物质进行去除的一种方法。生物膜中对有机物起分解作用的微生物主要是细菌，原生物只起辅助作用。生物膜具有比表面积大，氧化能力强，管理简便等优点，是处理水中有机污染物的有效方法。与其他技术相比，生物膜法还具有节省动力消耗、水力停留时间短等特点，尤其适用于低有机物含量。

弹性立体填料生物接触氧化池

简介

由于弹性立体填料为生物载体的生物接触氧化池具有经济高效、不会堵塞、管理方便和运行稳定等显著优点，近年来已在多处水厂或工程中推广应用。1996年6月，在宁波市梅林水厂建成了第一座弹性立体填料的生物接触氧化预处理池，设计水量规模显著去除受污染的姚江原水的氨、CODmn等污染物。在气水比为（0.5~0.7）：1、池水停留时间为1.4~2.0h的条件下，常温情况下一般能去除原水中氨氮70%~90%，亚硝酸氮60%~80%，CODmn20%~30%,总有机碳20%左右。

弹性立体填料是由许多根富有弹性的、直径0.5mm左右的聚烯烃类塑料短丝串接在中心绳上而成,各条填料单元的上下端分别平行地垂直固定在生化池中的吊索或吊杆上。各填料单元在平面上通常呈梅花形组装布置,如图11-2。弹性填料下方设曝气管系统和排泥系统,生物接触氧化池布置见图11-3。

弹性立体填料生化池技术在浙江省嘉兴市、上海市、广东省、深圳市等地的多处水厂或工程中使用,取得了良好效果。

2.去除污染物的效果

生物接触氧化预处理工艺能去除饮用水中那些用常规方法不能有效去除的污染物,对污染原水中可生物降解的有机物、合成有机化合物、氨氮、硝酸盐、色度、嗅味、浊度、藻类以及铁、锰等均有良好的去除效果。

生物接触氧化作为一种预处理工艺,既改善了原水的混凝沉淀性能,能使后续工艺顺利进行;又减少了水中“三致”物前体物的量,降低了致突变物活性,改善了出水水质;还减少了细菌在配水管网中重新孳生的可能性。

氨氮和亚硝酸氮的去除   生物接触氧化池内同时存在着两种主要的生物作用:一是生物硝化作用,二是有机物的生物氧化作用。进行生物硝化作用的主要是硝化细菌。硝化细菌是一种自养型细菌,它以二氧化碳作为碳源,以氨氮或亚硝酸氮作为氮源,在好氧条件下,通过硝化作用,被氧化为硝酸氮。

在污染原水中,氨氮浓度一般较高。当氨氮浓度超过0.5mg/L时,水厂运行即产生困难超过1mg/L时,不仅运行困难,而且出水的安全性受到威胁。饮用水中建议上限浓度为0.5mg。

生物接触氧化对氨氮的去除   效果很好。在内径20mm的玻璃钢蜂窝填料,在水温11.5~24℃、水在填料中停留时间1.3~1.83h的条件下,氨氮去除率为67.9%~81.8%。

有机物与色度、嗅味的去除   生物接触氧化法可去除原水中大部分可生物降解的有度和嗅味。采用填料高2m的生物陶粒接触氧化工艺处理原水,在气水比（1:1）~（1:2）、水力停留时间42~85min、滤速1.42~2.86m/h的条件下,CODmn平均去除率为28.5%,最高去除率达55.8%。色度平均去除率47.7%,嗅阈值平均去除率61.1%。

浊度的去除   对于颗粒状填料(如陶粒)生物接触氧化池,浊度的去除主要靠陶粒的机械截留作用和接触絮凝作用;对于弹性填料和蜂窝填料生物接触氧化池,浊庋的去除主要靠生物膜对悬浮物的絮凝吸附作用,使之成为较大颗粒而沉淀于池底。

生物接触氧化工艺能有效降低有机物污染原水中胶粒的电位值,降低幅度达14.4%~37.2%,从而使胶粒易于脱稳而凝聚。经过生物接触氧化预处理,原水浊度平均可去除60%左右,后续工艺中原水混凝所需混凝剂可节约30%左右。在投加同样混凝剂条件下,经过生物预处理絮凝体形成和生长速度较快,絮体粒径较大,提高了传统处理工艺的水质。

藻类的去除   生物接触氧化预处理可有效去除富营养水体中的藻类。在气水比(1:1)~(2:1),水力负荷10m3/(m2·h)、水温5~20℃条件下,除藻率达60%~92%。

铁锰的去除   生物接触氧化对铁、锰的去除机理可能是由于生物池中的水经曝气后含有较高的溶解氧,部分低价铁、锰被氧化成高价铁、锰而去除,其余部分被微生物吸收利用。污染原水中通常含有较高浓度的铁和锰。