BIOSMEDI生物濾池處理微污染源水

1、BIOSMEDI生物濾池處理微污染源水    摘要：本文對(duì)BIOSMEDI生物預(yù)處理的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)通過(guò)對(duì)不同生物預(yù)處理形式對(duì)原水預(yù)處理試驗(yàn)比較表明，BIOSMEDI生物濾池預(yù)處理具有處理效率高、阻力損失小、反沖洗耗水、耗氣量小等優(yōu)點(diǎn) 關(guān)鍵詞：自然掛膜 濾池反沖洗 BIOSMEDI生物濾池 微污染  生物預(yù)處理以運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、運(yùn)行管理方便、去除效果好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)普遍得到了人們的認(rèn)同，為提高出廠水水質(zhì)，上海石油化工股份有限公司水廠針對(duì)不同的預(yù)處理進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)，結(jié)果表明：相對(duì)

2、于其它生物預(yù)處理裝置，BIOSMEDI生物濾池具有處理效果較好，運(yùn)行管理方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，下面對(duì)該濾池對(duì)金山水廠原水預(yù)處理的情況及結(jié)果作簡(jiǎn)要介紹。1、 BIOSMEDI生物濾池基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理1.1基本結(jié)構(gòu)BIOSMEDI生物濾池是上海市政工程設(shè)計(jì)研究院針對(duì)微污染原水開(kāi)發(fā)的一種新型生物濾池，該濾池以輕質(zhì)顆粒濾料為過(guò)濾介質(zhì)，濾料比重較小，一般約在0.1左右，粒徑的大小為45mm左右，比重及粒徑的大小可根據(jù)實(shí)際需要選擇確定，這種濾料具有來(lái)源廣泛、濾料比表面積大、表面適宜微生物生長(zhǎng)、價(jià)格便宜（300500元/米3）、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。 BIOSMEDI生物濾池原理如圖1

3、：濾池上部采用鋼筋混凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水）抵制濾料的浮力及運(yùn)行的阻力。在濾層下部，用混凝土板或鋼板分隔在濾層下部形成氣囊，在反沖洗時(shí)下部形成空氣室。1.2、運(yùn)行原理原水從進(jìn)水閥進(jìn)入氣室，通過(guò)中空管進(jìn)入濾層，在濾料阻力的作用下使濾池進(jìn)水均勻，空氣布?xì)夤馨惭b在濾層下部，空氣通過(guò)穿孔布?xì)夤苓M(jìn)行布?xì)?，?jīng)過(guò)濾層去除水中的有機(jī)物、氨氮后，出水經(jīng)倒濾頭進(jìn)入上部清水區(qū)域排出。濾池反沖洗采用脈沖沖洗的方法，首先關(guān)閉進(jìn)水閥及曝氣管，打開(kāi)濾池下部的反沖洗氣管，在濾層下部形成一段氣墊層，當(dāng)氣墊層達(dá)到一定高度后，此時(shí)瞬時(shí)把氣墊層中的空氣通過(guò)閥門(mén)或虹吸的方法迅速排空，此時(shí)濾層中從上到下沖洗的水流量瞬時(shí)突然加大，

4、導(dǎo)致濾料層突然向下膨脹，脈沖幾次后，可以把附著在濾料上的懸浮物質(zhì)脫落，再打開(kāi)排泥閥，利用生物濾池的出水進(jìn)行水漂洗，可有效地達(dá)到清潔濾料的目的。2、試驗(yàn)方法2.1 試驗(yàn)原水試驗(yàn)在金衛(wèi)泵房旁進(jìn)行，原水從紫石涇取水，由張埝泵房提升后經(jīng)13公里輸送到金衛(wèi)泵房，試驗(yàn)采用金衛(wèi)泵房出水進(jìn)行試驗(yàn)，原水中污染主要是有機(jī)物、錳、鐵、色度等污染，原水中CODMN多在79之間，鐵含量一般在0.52mg/l之間，錳含量在0.21mg/l左右，色度在3040之間，而試驗(yàn)期間氨氮普遍不高，多在1mg/l以下，原水中很多指標(biāo)已經(jīng)超過(guò)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在不預(yù)加氯的情況下，對(duì)錳的去除效果不佳，過(guò)濾后出水錳的

5、含量一般在0.1mg/l以上，導(dǎo)致管道未端常反應(yīng)有"黃水"出現(xiàn)，為此，在原水中投加大量氯，以氧化錳，降低出廠水色度，但這樣一方面導(dǎo)致氯與水中的有機(jī)物還會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生三鹵甲烷(THMs)和其它的鹵化副產(chǎn)物，有害有機(jī)物明顯升高，水中氯味較重。本次試驗(yàn)的主要內(nèi)容主要針不同的預(yù)處理構(gòu)筑物對(duì)水中的有機(jī)物、氨氮、錳進(jìn)行處理。 2.2 工藝流程及試驗(yàn)裝置原水經(jīng)計(jì)量后從輕質(zhì)濾料濾池底部進(jìn)入（彈性填料接觸氧化池、陶粒濾池試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行），實(shí)驗(yàn)裝置池高4.5m，直徑為600mm，其中反沖洗氣囊厚度為0.75m，濾層出水區(qū)高度為0.75m，濾層厚度為2.0m，濾料粒徑為35mm，濾

6、池下采用穿孔配氣管和集水管，氣水逆流，出水采用穿孔管集水，濾池出水裝有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，并設(shè)有放空管、排泥管，試驗(yàn)裝置如圖2所示。3、試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1 自然掛膜試驗(yàn)采用自然掛膜，實(shí)驗(yàn)從2001年1月20日開(kāi)始試運(yùn)行，至2月1日開(kāi)始正式運(yùn)行，掛膜時(shí)濾速一般在58m/h，氣水比控制在1：1左右，掛膜期間原水溫度平均在610之間，掛膜期間原水氨氮多在0.61.0mg/l之間，經(jīng)測(cè)定濾池對(duì)水中NH3-N去除率逐漸增加，至3月初，進(jìn)水氨氮0.51.0mg/l時(shí)，出水中NH3-N達(dá)0.1mg/l左右，對(duì)氨氮的去除率達(dá)到80以上，基本完成掛膜過(guò)程，由此可見(jiàn)，即使在溫度較低的情況下，采用自然掛膜是可行

7、的。3.2 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)期間對(duì)色度、氨氮、有機(jī)物、Mn的去除效果詳見(jiàn)表： 水溫流量色度氨氮 COD Mn 進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率3月15日 13 2.6 28 28 0% 0.5 0.04 92% 7.6 6.8 11% 0.22 0.12 45% 3月20日 14 2.5 31 28 10% 0.45&

8、#160;0.04 91% 7.44 7.12 4% 0.14 0.1 29% 3月21日 14 2.5    0.45 0.07 84% 7.28 6.96 4% 0.12 0.05 58% 3月22日 15 3 29 28 3% 0.5 0.07 86% 7.44 

9、7.36 1% 0.3 0.28 7% 3月27日 141.3    1 0.08 92% 7.43 7.51 -1% 0.32 0.13 59% 3月28日 153.1    1.1 0.05 95% 8.49 8.24 3% 0.32 0.12 63% 4月3日&#

10、160;153    0.32 0.07 78% 8 7.18 10% 0.12 0.12 0% 4月12日 163.5 29 28 3% 0.75 0.04 95% 7.42 7.25 2% 0.15 0.1 33% 4月18日 181.7    0.38 0.08&

11、#160;79% 7.91 7.58 4% 0.12 0.12 0% 4月19日 183.9    0.5 0.08 84% 9.23 8.98 3% 0.12 0.1 17% 4月24日 174 32 29 9% 1 0.15 85% 7.39 6.67 10% 0.14

12、60;0.08 43% 4月25日174   10.04 96%7.23 6.91 4% 0.15 0.11 27% 4月26日 174    0.9 0.14 84% 7.07 6.59 7%    4月27日  4    0.98 0.12 88%

13、0;7.07 6.75 5% 0.14 0.05 64% 4月28日 183.8    0.98 0.11 89% 6.43 6.43 0% 0.14 0.04 71% 5月8日20 4 35 38  0.78 0.8 -3% 7.91 7.91 0% 0.18 0.06

14、0;67% 5月15日  3.3 38 38 0.55 0.1376%   #DIV/0! 0.32 0.1359% 5月16日  3    0.5 0.22 56% 8.88 7.54 15% 0.32 0.04 88% 6月12日  3    1 

15、;0.32 68% 10.4 10.4 0% 0.45 0.11 76% 6月13日 24 3    1 0.18 82% 10.5 10.2 3% 0.6 0.1 83% 6月14日 3    1 0.12 88% 9.22 9.06 2% 0.48

16、0;0.12 75% 6月19日 25 3 45 45  1.3 0.25 81% 8.65 8.49 2% 0.35 0.15 57% 6月20日 26 3    0.78 0.35 55% 8.65 8.97 -4% 0.38 0.12 68% 6月26日 3

17、60;   1.16 0.35 70% 8.81 9.05 -3% 0.8 0.14 83% 7月3日30 3 48 48  2.5 0.35 86% 10.8 10.6 1% 0.45 0.1 78% 平均     0.86 0.17 80% 8.21

18、60;7.94 3% 0.28 0.11 61% 3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析經(jīng)對(duì)3月6月統(tǒng)計(jì)，進(jìn)水氨氮濃度一般為0.52.5mg/l，平均0.86mg/l，試驗(yàn)時(shí)溫度為630，在進(jìn)水流量為24m3/h（濾速在615m/h）的情況下，出水氨氮平均為0.17mg/l，輕質(zhì)生物濾池對(duì)氨氮的去除率達(dá)到80，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，即使在溫度較低的情況下，生物濾池對(duì)氨氮仍有較好的去除效果，同樣在不同濾速情況下（濾速達(dá)到15m/h）,生物濾池對(duì)氨氮的去除率均較高，這說(shuō)明生物輕質(zhì)濾料濾池生物預(yù)處理在不同溫度及濾速下對(duì)水中的氨氮去除有較好的穩(wěn)定性。在相同進(jìn)水

19、條件下，彈性填料水力停留時(shí)間為1.42小時(shí)，而陶粒濾池濾速為410m/h，水力停留時(shí)間為2560min，輕質(zhì)濾料濾池濾速為615m/h，停留時(shí)間為1735min，三種不同預(yù)處理方法對(duì)氨氮的去除情況比較見(jiàn)圖：生物預(yù)處理對(duì)水中可降解的有機(jī)物BDOC、AOC具有較好的去除效果，水的生物穩(wěn)定性有明顯的提高，從而防止管網(wǎng)中細(xì)菌進(jìn)一步繁殖，考慮在水廠中一般采用CODMn來(lái)反應(yīng)水中有機(jī)物的含量，實(shí)驗(yàn)采用CODMn來(lái)反應(yīng)生物濾池對(duì)有機(jī)物的去除作用,經(jīng)對(duì)24月數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，水中有機(jī)物含量較高，一般情況下，CODMn在69mg/l之間，試驗(yàn)進(jìn)水平均CODMn為8.21mg/l，經(jīng)生物預(yù)處理后，出水CODMn為7.

20、94mg/l，生物預(yù)處理對(duì)CODMn統(tǒng)計(jì)平均去除率為3，由此可見(jiàn)，生物預(yù)處理對(duì)該水源中的CODMn的去除效果不明顯。試驗(yàn)期間，統(tǒng)計(jì)進(jìn)水Mn的濃度平均0.28mg/l，在進(jìn)水流量為24m3/h（濾速在615m/h）的情況下，出水錳平均濃度為0.11mg/l，生物預(yù)處理對(duì)錳的去除率達(dá)到61，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，單純混凝沉淀處理，對(duì)Mn的去除效果基本無(wú)效果，但生物預(yù)處理與常規(guī)處理相結(jié)合，混凝沉淀后出水在0.010.02mg/l左右，水中的錳的去除率可達(dá)到95以上，這說(shuō)明：?jiǎn)为?dú)的生物預(yù)處理和混凝沉淀對(duì)錳不能夠徹底的去除，把生物預(yù)處理與常規(guī)混凝沉淀相結(jié)合起來(lái)，能夠有效的去除水中的錳?？赡苁且?yàn)樯镱A(yù)處理可以把錳

21、進(jìn)行氧化（由二價(jià)錳變?yōu)樗膬r(jià)錳），再經(jīng)過(guò)混凝處理，則錳的基本去除。 原水中色度較大,一般在3040左右，在不預(yù)加氯氧化的情況下，經(jīng)常規(guī)混凝沉淀過(guò)濾處理后色度基本在1617之間，很難達(dá)到生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從生物預(yù)處理數(shù)據(jù)可知，同樣，生物預(yù)處理對(duì)原水中的色度去效果不明顯，但生物預(yù)處理與常規(guī)處理相結(jié)合，使出水中的色度降到12左右，比常規(guī)混凝處理的出水色度有明顯改善，這說(shuō)明，增加生物預(yù)處理，有利于促進(jìn)混凝沉淀對(duì)色度的去除，但生物預(yù)處理本身對(duì)色度的去除效果不明顯。試驗(yàn)期間生物預(yù)處理對(duì)濁度的去除情況進(jìn)行測(cè)定，試驗(yàn)期間不同生物預(yù)處理對(duì)濁度的去除情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)下表不同生物預(yù)處理對(duì)濁度去除情況表時(shí)間（

22、數(shù)據(jù)數(shù)量）原水濁度彈性填料陶粒濾池濾池出水濁度去除率出水濁度去除率出水濁度去除率月174(54>組)7.528.524%2144%29.721%s5月8日月3日組)24.920.119%17.529.7%2211.6%彈性填料與BIOSMEDI生物濾池對(duì)濁度的去除效果基本類(lèi)似，相對(duì)于陶粒濾池，BIOSMEDI生物濾池氣、水速度高，生物濾池對(duì)濁度的截留率較低，有利于降低生物濾池反沖洗的頻率。4、討論4.1、濾池運(yùn)行時(shí)阻力 試驗(yàn)期間還對(duì)BIOSMEDI生物濾池運(yùn)行時(shí)濾層阻力的進(jìn)行了測(cè)定，首先對(duì)反沖洗后不同水、氣量的初始阻力損失如下表：水流量(m3/h)氣流量(m3/h)濾層阻力損失

23、(mm)221042311332182331844226743277濾層厚度為2m，濾料粒徑為35mm試驗(yàn)還對(duì)水量3m3/h、氣量3m3/h情況下，濾層的水頭損失進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)過(guò)20天的不間斷運(yùn)行后，輕質(zhì)濾層的水頭損失在0.4m以下，而在相同流量情況下，陶粒濾池經(jīng)過(guò)三天的運(yùn)行，其水頭損失達(dá)到1.5m以上，這是因?yàn)檩p質(zhì)濾料層采用氣水同向流，避免了氣水逆向流時(shí)水和氣速度抵消而造成能量的浪費(fèi)，減少濾層的阻力，另外，由于輕質(zhì)濾料濾層采用人工濾料，粒徑較均勻，孔隙率較大； 濾池運(yùn)行過(guò)程中阻力損失較小，能夠延長(zhǎng)反沖洗周期，降低運(yùn)行過(guò)程中的能耗，同時(shí)還有利于與后續(xù)處理混凝沉淀池相配合。4.2、供氣方式生物預(yù)處理曝氣