用臭氧陶瓷膜組合工藝處理污水研究

膜工藝在飲用水處理中的應(yīng)用日益增多,其對(duì)水中顆粒物有很好的分離能力,膜出水濁度一般在0.2NTU 以下,在水處理中有很大的應(yīng)用潛力.但實(shí)踐證明,膜的污染和膜工藝無法有效去除溶解性有機(jī)物和氨氮,阻礙了其廣泛應(yīng)用.陶瓷膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn).陶瓷膜能夠與臭氧直接接觸,可有效控制膜污染.臭氧氧化在控制膜污染的同時(shí)還能降低有機(jī)物的分子量,提高其可生化性.但有報(bào)道指出,臭氧氧化可降低膜對(duì)的有機(jī)物的去除效果.為提高膜對(duì)有機(jī)物的去除,通常在膜工藝前設(shè)置粉末活性炭或顆粒活性炭等預(yù)處理工藝.預(yù)處理工藝能夠改變水中顆粒物和有機(jī)物的賦存形態(tài),降低膜的有機(jī)物負(fù)荷,減輕膜污染,提高有機(jī)物的去除效果.但此類預(yù)處理工藝多利用了活性炭的吸附作用,且對(duì)氨氮的去除無顯著改善.研究表明,生物活性碳(BAC)可有效去除水中的有機(jī)物和氨氮.因此,在臭氧-陶瓷膜后設(shè)置BAC工藝,形成臭氧陶瓷膜-BAC組合工藝,可在臭氧控制膜污染的基礎(chǔ)上去除有機(jī)物和氨氮,能夠一舉兩得.

 

本文利用臭氧陶瓷膜-BAC 和陶瓷膜-BAC兩種組合工藝處理被污染的原水,對(duì)組合工藝去除濁度、有機(jī)物和氨氮的性能進(jìn)行了研究.同時(shí)比較了臭氧對(duì)膜污染控制和溶解氧(DO)對(duì)BAC過濾去除氨氮的影響,為臭氧陶瓷膜-BAC 工藝在飲用水處理中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù).

 

原水配制

為模擬原水的季節(jié)性污染狀況,將正常河水與污染河水按一定比例配制成氨氮濃度為4.0~15.0mg/L 的原水,相應(yīng)的TOC 濃度為2.5~5.0mg/L,濁度為 6.0~10.0NTU,水溫為 25~28℃,pH 值為7.8~8.2.

 

 結(jié)論

1 利用臭氧陶瓷膜-BAC 和陶瓷膜-BAC 工藝處理受污染的原水,在臭氧投加量為2.0mg/L,跨膜壓差0.1MPa 的運(yùn)行工況下:2 種組合工藝均可去除原水中96%以上的濁度,出水濁度低于0.2NTU.臭氧投加對(duì)陶瓷膜去除濁度的效果無影響.

2 兩種組合工藝可去除原水中1.0~2.0mg/L的氨氮.提高BAC 進(jìn)水DO 濃度至20.0~30.0mg/L,能夠大幅度提高BAC對(duì)氨氮的去除效能,將原水氨氮濃度由6.0mg/L 降低至0.5mg/L以下.

3 工藝Ⅰ和工藝Ⅱ?qū)υ蠺OC 的平均去除率分別為48.3%和51.1%,對(duì)UV254的平均去除率分別為51.8%和48.2%.

4 臭氧對(duì)有機(jī)物的分解改善了組合工藝對(duì)UV254的去除,并能夠?qū)⒛ね刻岣?5%~30%.但是,臭氧也會(huì)影響B(tài)AC 中的微生物活性,導(dǎo)致工藝出水中亞硝酸鹽的積累.臭氧對(duì)后續(xù)BAC中微生物的影響需深入研究.

 

摘自：

郭建寧1,張錫輝1*,張建國(guó)2,盛德洋2,胡江泳3,陶 益1 (1.清華大學(xué)深圳研究生院,環(huán)境工程與管理研究中心,

廣東 深圳 518055；2.東莞市東江水務(wù)有限公司,廣東 東莞 523112；3.新加坡國(guó)立大學(xué)土木與環(huán)境工程系,新加坡119260)

中國(guó)環(huán)境科學(xué) 2013,33(11)：1946~195