濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾的影響

1、濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾的影響余 健 曾光明 柏光明 何元春 謝水波 熊 艷石英砂濾料生物過(guò)濾有較大的影響,但對(duì)活性炭 石英砂雙層濾料生物過(guò)濾影響較小。關(guān)鍵詞 濾池關(guān)閉 生物過(guò)濾 影響在水廠生產(chǎn)中,當(dāng)用水量較小時(shí),為了提高其他濾池的濾速或者為了檢修濾池常常需要關(guān)閉某個(gè)濾池。然而,最近十多年來(lái),國(guó)內(nèi)外雖然對(duì)飲用水生物過(guò)濾的性能、影響因素進(jìn)行了較多的研究,但對(duì)濾池關(guān)閉可能給生物過(guò)濾產(chǎn)生的影響,研究還很少,目前國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)有研究報(bào)道,而在國(guó)外,也只有Niquette等人做過(guò)一些試驗(yàn)研究1。為此,本文將探討濾池短期和長(zhǎng)期關(guān)閉(關(guān)閉時(shí)放空濾池水)可能對(duì)生物過(guò)濾產(chǎn)生的影響。1 試驗(yàn)條件與方法試驗(yàn)在長(zhǎng)沙市二水廠進(jìn)行

2、,以湘江水為水源,但當(dāng)湘江水中有機(jī)物含量過(guò)低時(shí)加入適量的腐殖酸和單寧酸。原水經(jīng)管道加藥混合以及模型穿孔旋流反應(yīng)池和斜管沉淀池處理后進(jìn)入濾池。試驗(yàn)流程與生產(chǎn)流程相似,見(jiàn)圖1。過(guò)濾裝置由3個(gè)濾柱組成。每個(gè)濾柱高3m,內(nèi)徑90mm,內(nèi)裝HL型長(zhǎng)柄濾頭1只。1號(hào)濾柱(簡(jiǎn)稱F1)和2號(hào)濾柱(簡(jiǎn)稱F2)濾層均由以褐煤為原料制成的活性炭和石英砂雙層濾料組成,濾料粒*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(70171055)。圖1 試驗(yàn)裝置示意*提要 通過(guò)試驗(yàn)探討了濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾的影響。結(jié)果表明:短期的濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾影響較小,濾池在重新啟動(dòng)后的26h內(nèi)就能基本恢復(fù)到關(guān)閉前的處理效果;長(zhǎng)期的濾池關(guān)閉對(duì)單層徑分別為0

3、91 25mm和0 450 63mm,厚度L分別為0 5m和0 4m。3號(hào)濾柱(簡(jiǎn)稱F3)濾層采用石英砂單層濾料,粒徑為0 60 8mm,厚度L為0 9m。濾柱濾速均采用8m/h。1號(hào)濾柱反沖洗水為二水廠經(jīng)加氯消毒后的處理出水,其含氯量為0 6mg/L。2號(hào)和3號(hào)濾柱用3個(gè)濾柱的濾后水(未含氯水)沖洗。反沖洗膨脹率均為30%,沖洗時(shí)間均為15min。水樣使用清潔的、棕色的玻璃瓶收集后立即進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)。水質(zhì)檢驗(yàn)指標(biāo)包括高錳酸鉀化學(xué)耗氧量(CODMn)、紫外吸光度(UV254)、濁度等。CODMn采用酸性高錳酸鉀氧化法測(cè)定2,其值可大體反映水中易生物氧化的有機(jī)物含量;紫外吸光度(續(xù)完)參考文獻(xiàn)4

4、鄭興燦.城市污水生物除磷脫氮工藝方案的選擇.給水排水,2000,26(5):145 華光輝,張波.城市污水生物除磷脫氮工藝中的矛盾關(guān)系及對(duì)策.給水排水,2000,26(12):14厭氧池的容積。1 周雹,周丹,等.活性污泥工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討.中國(guó)給水排水,2001,17(5):45492 德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)A131.5000以上人口當(dāng)量,單級(jí)活性污泥法污水處理廠設(shè)計(jì).國(guó)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心及中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院譯3 周雹,周丹.多點(diǎn)進(jìn)出水倒置A2/O工藝.給水排水,2002,28(1):3942作者通訊處:300051天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院 電話:(022)27830284周

5、丹 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院修回日期:2002 6 28給水排水 Vol 4 2003(UV254)用UV752型紫外分光光度計(jì)測(cè)定,其值可反映水中天然的或大分子有機(jī)物(如腐殖質(zhì))的含量,可作為總有機(jī)碳TOC及三鹵甲烷(THMs)前體物的替代參數(shù)3。為了比較關(guān)閉對(duì)濾池內(nèi)生物膜的影響,試驗(yàn)采用磷脂分析法測(cè)定濾池關(guān)閉前后濾料上附著的生物膜量45。磷脂分析法的原理是基于細(xì)菌細(xì)胞膜內(nèi)普遍含有磷脂,而磷脂很容易從附著于濾料上的細(xì)菌細(xì)胞膜中萃取下來(lái)并得到定量測(cè)定。生物膜量以nmolP/g干濾料表示;而1nmolP相當(dāng)于108個(gè)大腸桿菌5。該法具有測(cè)定精度高和重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)開(kāi)始前,各生物濾池已連續(xù)

6、運(yùn)行76d。每次濾池關(guān)閉前將濾池內(nèi)的水放空,重新啟動(dòng)時(shí)先對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗再進(jìn)水,過(guò)濾開(kāi)始后分別在10min,2h,6h,15h,24h 取樣分析,以考察濾池恢復(fù)過(guò)程。同時(shí)在關(guān)閉前和重新啟動(dòng)后取濾料進(jìn)行生物膜量的測(cè)定。2 試驗(yàn)結(jié)果與討論2 1 短期關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾的影響圖2圖7分別為關(guān)閉前、關(guān)閉2天和關(guān)閉8天重新啟動(dòng)后的一個(gè)周期內(nèi)生物濾池對(duì)CODMn和UV254的去除效果。試驗(yàn)期間,濾前水水溫為7 510 ,CODMn為2 33 2mg/L,UV254為0 060 09,濁度為2 85NTU。圖6 短期關(guān)閉對(duì)F3去除CODMn的影響圖5 短期關(guān)閉對(duì)F2去除UV254的影響圖4 短期關(guān)閉對(duì)F2去除C

7、ODMn的影響圖7 短期關(guān)閉對(duì)F3去除UV254的影響圖2 短期關(guān)閉對(duì)F1去除CODMn的影響從圖2圖7可知,生物過(guò)濾對(duì)CODMn和UV254有較高的去除率,濾池關(guān)閉前,在其他條件相同的情況下,用未含氯水反沖洗的活性炭 石英砂雙層濾料濾池(F2)和石英砂單層濾料濾池(F3)對(duì)CODMn去除率分別為53 1%和44 2%,對(duì)UV254去除率分別為64 3%和59%,而用含氯水反沖洗的活性炭 石英砂雙層濾料濾池(F1)對(duì)CODMn和UV254去除率分別為45 2%和57 8%;濾池關(guān)閉2天對(duì)各濾柱去除圖3 短期關(guān)閉對(duì)F1去除U254的影響CODMn和UV254無(wú)明顯影響,表現(xiàn)在當(dāng)重新啟動(dòng)開(kāi)29 4

8、始過(guò)濾2h左右就能基本達(dá)到關(guān)閉前的處理效果;濾池關(guān)閉8天后對(duì)CODMn去除率仍能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到關(guān)閉前的水平,但對(duì)UV254的平均去除率比關(guān)閉前下降10%左右?？梢?jiàn),短期的濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾影響較小,濾池在啟動(dòng)恢復(fù)后的26h內(nèi)就能基本恢復(fù)到關(guān)閉前的處理效果。2 2 長(zhǎng)期關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾的影響圖8圖13分別為1號(hào),2號(hào),3號(hào)濾柱關(guān)閉45天前和重啟后連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)周期生物過(guò)濾對(duì)有機(jī)物圖12 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F3去除CODMn的影響圖13 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F3去除UV254的影響圖8 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F1去除CODMn的影響的去除效果。試驗(yàn)期間,濾前水CODMn為1 52 42mg/L,UV

9、254為0 0390 065,濁度為3 14 6NTU,水溫為1518 。從圖8圖13可知,1號(hào),2號(hào)濾柱恢復(fù)較快,對(duì)CODMn的去除率在過(guò)濾分別進(jìn)行到24h,18h左右時(shí)即基本恢復(fù)到關(guān)閉前水平,對(duì)UV254去除效果在過(guò)濾進(jìn)行到第6h時(shí)即基本得到恢復(fù)。而3號(hào)濾柱的恢復(fù)較慢,對(duì)CODMn去除效果經(jīng)兩周期(約4天)運(yùn)行才基本得到恢復(fù),而對(duì)UV254的平均去除率,在第一周期內(nèi)只達(dá)到關(guān)閉前的65%,在第二周期末也只達(dá)到關(guān)閉前的75%。至于各濾柱在第一周期末對(duì)CODMn平均去除率均有一個(gè)明顯的下降,可能是因?yàn)榇藭r(shí)濾柱進(jìn)水CODMn值(1 5mg/L)較低的緣故?？梢?jiàn),長(zhǎng)期的濾池關(guān)閉對(duì)石英砂單層濾料生物過(guò)

10、濾有較大的影響,而對(duì)活性炭 石英砂雙層濾料生物過(guò)濾的影響較小。2 3 濾池關(guān)閉對(duì)生物膜量的影響濾池關(guān)閉對(duì)生物膜量的影響如圖14和圖15所示。圖14表明,在關(guān)閉45天后恢復(fù)運(yùn)行的第2天,表層濾料生物膜量為關(guān)閉前的60%,隨著過(guò)濾的進(jìn)行,生物膜量逐漸得到恢復(fù),在第22天,恢復(fù)到關(guān)閉前的75%。從圖中還可以看到,濾池關(guān)閉前和關(guān)閉后反沖洗前表層濾料生物膜量相差很小。從圖15圖9 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F1去除UV254的影響圖10 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F2去除CODMn的影響圖11 長(zhǎng)期(45天)關(guān)閉對(duì)F2去除UV254的影響可知,關(guān)閉前,2號(hào)濾柱生物膜量隨著濾層深度的增給水排水 Vol 4 2003C

11、ODMn和UV254的效果影響較小,濾池在啟動(dòng)恢復(fù)后的26h內(nèi)就能基本恢復(fù)到關(guān)閉前的去除水平。長(zhǎng)期的濾池關(guān)閉對(duì)石英砂單層濾料生物過(guò)濾有較大的影響,可能主要是由于長(zhǎng)期的濾池關(guān)閉導(dǎo)致了石英砂單層濾料表面上生物膜活性和數(shù)量明顯下圖14 關(guān)閉45天重啟后表層生物膜的恢復(fù)降,加上微生物在石英砂表面的附著性能較差,因此濾層內(nèi)生物膜量恢復(fù)增長(zhǎng)較慢,從而對(duì)有機(jī)物的去除效果恢復(fù)較慢。長(zhǎng)期的濾池關(guān)閉對(duì)活性炭 石英砂雙層濾料生物過(guò)濾的影響較小,可能有兩方面的原因,一是在濾池關(guān)閉前具有發(fā)達(dá)微孔結(jié)構(gòu)和比表面積的活性炭吸附了一些大分子或難生物降解的有機(jī)物,濾池關(guān)閉后,活性炭上附著的微生物通過(guò)緩慢降解關(guān)閉前吸附的大分子或難

12、降解有機(jī)物,使活性炭得到再生。而得到再生的活性炭在濾池重新啟動(dòng)圖15 F2關(guān)閉45天重啟后濾層生物膜的恢復(fù)后能夠吸附進(jìn)水中的有機(jī)物,特別是其中的大分子或難降解有機(jī)物;二是活性炭上附著的微生物由于存在上述代謝活動(dòng)而比石英砂單層濾料生物濾池內(nèi)的微生物活性高,因而重新啟動(dòng)后對(duì)有機(jī)物的降解作用和吸附作用均較強(qiáng)。3 結(jié)論短期(28天)的濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾影響較小。長(zhǎng)期(45天)的濾池關(guān)閉對(duì)活性炭 石英砂雙層濾料生物過(guò)濾的影響也較小,但對(duì)石英砂單層濾料生物過(guò)濾有較大的影響,需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)。參考文獻(xiàn)1 PatrickNiquette,Mich lePr vost,PierreServais,etal

13、.ShutdownofBACfilters:effectsonwaterquality.AWWA,1998,90(12):53612 國(guó)家環(huán)保局 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法 編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法.第3版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,19973 王占生,劉文君.微污染水源飲用水處理.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19994 于鑫,張曉健,王占生.飲用水生物處理中生物量的磷脂法測(cè)定.給水排水,2002,28(5):155 JackZWang,RScottSummers,RichardJMiltner.Biofiltrationperfor-mance:part1,relationshiptobioma

14、ss.AWWA,1995,87(12):5563 作者通訊處:410082湖南大學(xué)土木工程學(xué)院 電話:(0731)8822564 8821043曾光明 湖南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系柏光明 熊艷 長(zhǎng)沙市自來(lái)水公司謝水波 南華大學(xué)建筑工程與資源環(huán)境學(xué)院收稿日期:2002 8 15加而較快地減小。關(guān)閉45天后,濾池表層生物膜量減少,但下部濾層生物膜量不但沒(méi)有減少,反而有所增加。1號(hào)及2號(hào)濾柱生物膜量的分布情況相似。濾池關(guān)閉前和關(guān)閉后反沖洗前生物膜量之所以變化較小,可能是由磷脂分析方法的缺陷造成的。磷脂分析方法是通過(guò)測(cè)定細(xì)菌細(xì)胞膜所含的磷脂量來(lái)測(cè)定生物膜量。由于死亡或已失去活性的細(xì)菌可能仍附著在濾料上,所

15、以采用磷脂分析方法測(cè)定生物膜量時(shí)可能將已死亡或失去活性的細(xì)菌也作為生物膜量計(jì)入了。至于關(guān)閉后2號(hào)濾柱下層生物膜量不但沒(méi)有減少反而有所增加的確切原因目前還不清楚,還有待研究。2 4 分析與討論生物過(guò)濾去除水中有機(jī)物的過(guò)程可能有兩種作用參與,一種是微生物對(duì)水中易降解的有機(jī)物的代謝作用,而參與代謝作用的是貧養(yǎng)微生物;另一種是濾料上附著的貧養(yǎng)微生物膜借助于較大的比表面積、微生物分泌的粘性物質(zhì)對(duì)水中大分子或難降解有機(jī)物的生物吸附作用。濾池關(guān)閉對(duì)這兩種作用都可能有不同程度的影響,從而影響生物過(guò)濾對(duì)水中有機(jī)物(以CODMn,UV254為代表)的去除效果。由于微生物以生物膜形式附著生長(zhǎng)以及貧養(yǎng)微生物具有很低的

16、內(nèi)源呼吸速率,濾池的短期關(guān)閉可能對(duì)生物濾池內(nèi)貧養(yǎng)微生物的代謝作用和吸附作用影響較小,因此短期的濾池關(guān)閉對(duì)生物過(guò)濾去除29 4WATER&WASTEWATERENGINEERINGABSTRACTSCommissioningoftheSecondPhaseofLuofangWastewaterTreatmentPlantinShenzhenCityVol.29No.4April2003 ZhouKezhaoetal(1)Abstract:TheprocessflowandthecourseoftrailFunofthisnewfacilityarepresented,includingt

17、heflowpatternandtheDOdis-tributiontestsoftheoxidationditches.Alltheunitsarenormalinoperation,andthestableeffluentquiteenoughtomeettherequire-mentsofclassIinthenationalwastewaterdischargestandardhasbeenobtained.ThetrailrunissuccessfulwithexcellentbiologicalPandNremovalsatadvancedlevelasinternationala

18、ndspecificpowerconsumptiongoodenoughthanthatofWWTPsathome.AcclimationofActivatedSludgeofFushunWWTP WangChangshengetal(6)Abstract:ThebiggestDAT IATfacilityforurbanwastewatertreatmentinthiscountryhasbeenputintooperationinWastewaterTreatmentPlantofFushunCity,locatedinNorth EastChina.Problemscausedbyunf

19、avorableinflowthatislowtemperatureandin-sufficientofnutrients,andmechanicaltroublesaswellhavebeenconquered.especiallythesludgebulking.Continuousfluidizedbedwasadoptedandtheactivatedsludgeforthisprocesswasacclimatedsuccessfullyinscheduledtimeof30daysunderlowtemperaturecond-itionofmean6.5and11to13degr

20、eesCelsiusforambientairandliquidinsidethereactorrespectively.Theeffluentofthisfacilityisfairwithcontentsof5.412.8mg/L.39.094.5mg/L,919mg/L,2.53.1mg/Land1.11.2mg/LofBOD,COD,SS,NH3一NandTPrespectively.Theremovalswere77.6%95.2%,29.5%86.3%,64.7%91.5%,90%,64.7%67.6%forBOD,COD,SS,NH3一NandTPrespectively.All

21、theindicatorsoftheeffluentcouldmeetandevencouldbebetterthanthedesignedtarget.EffectonBio-FiltrationinCaseofFilterClosedown YuJian,etal(19)Abstract:Theeffectsontheoperationofbio-filtrationincaseoffilterclosedownarediscussedonthebasisofexperimentalre-search.Itwasobservedthatincaseofshort-timeshutdown,

22、thenormalstateoffiltrationcouldrecoverat2to6hours.sincere-start-up,Incaseoflong-timeshutdownmoreseriouseffectscouldbeobservedforsinglelayersandfilter.butnosucheffectwasfoundforthefilterwithdouble-layermediaofcompositebedofactivatedcarbonandquartzsand.SeasonalPurificationofSlightlyPollutedRawWaterinB

23、aoding ZhangXiangetal(23)Abstract:XidayangReservoirwasassignedtosupplyrawwatertotheSino-FrenchWaterworksinBaoding.Theseasonalslightpollutionofthisreservoir,especiallytheextraordinaryhighMncontentatperiodofsummerandautumncausesthecolourityoftheout-putwaterofthewaterworkshigherthanthatstipulatedintheg

24、uidelineofnationalwaterqualitystandard.Experimentalresearchandtechnicalrenovationweremadetosolvethisproblem,basedontracingthemechanismoftheseasonalvariationofwaterquality.Bymeansofimprovingchemicaldosingprocessandadoptingappropriatepermanganatedosage,thecolourityoftheoutputwatercouldbecontrolledatle

25、velnohigherthan5degree.CapacityDeterminationinMunicipalWaterandWastewaterEngineeringPlanning WuZhaoshenetal(29)Abstract:Itisveryimportanttodeterminethewaterrequirementanddischargecapacityinformulationofurbanwaterandwastew-aterengineeringplanning.Inthispapertheproceedsandprecautionstodeterminethewate

26、rcapacityfromthegeneralprogram,profes-sionalprogram,particularprogramsandthewaterdischargecapacityforecastingineverystagesofprojectimplementsareproposedandindicated.EffectofNitrateContentandAnoxic/AerobicRetentionTimeonDenitrifyingPhosphorus-AccumulatingProcessLinYonetal(36)Abstract:Theinducingfactorsondenitrifyingphosphorus-accumulatingorganisms(PAOs)andtheinfluencingfactorsondenitrify-ingphosphorus accumulatingprocesswereresearchedbyasequencingb