一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，由进水系统、两级串联曝气生物滤池以及出水系统依次组成，在所述两级曝气生物滤池运行初期，按照低于设计进水量的水量进水进行挂膜，通过调节第一级曝气生物滤池以及第二级曝气生物滤池运行工况，使所述第一级曝气生物滤池内优势菌群为异养菌，所述第二级曝气生物滤池内优势菌群为硝化菌，本发明专利技术适用于微污染原水预处理，可以实现有机物和氨氮的同步稳定去除。

A series biological aerated filter process for pretreatment of micro polluted raw water

The invention discloses a method for pretreatment of micro polluted source water by biological aerated filter series, composed of a water inlet system, two series of biological aerated filter and water system in turn. At the beginning of the two stage biological aerated filter operation, in accordance with the amount of water the water inlet is lower than the design of hanging film, by adjusting the first stage biological aerated filter and second stage biological aerated filter operation, so that the first stage biological aerated filter in dominant bacteria for heterotrophic bacteria, the second stage biological aerated filter in the dominant bacteria for nitrifying bacteria, the invention is suitable for pretreatment of micro polluted source water, can realize the synchronous stability of organic matter and ammonia nitrogen removal.

【技术实现步骤摘要】
一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺
本专利技术涉及一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，属于饮用水水处理

技术介绍
近年来，随着水源原水的富营养化加重，氨氮与有机物浓度超标问题日趋严重，2015年《中国环境状况公报》显示，全国各大流域首要污染指标为化学需氧量，黄河流域、松花江流域、辽河流域等多流域氨氮为主要污染指标。目前给水厂常规的水处理工艺，即：混凝-沉淀-过滤-消毒，主要针对的是水体中的胶体、悬浮物、细菌和杂质，对于有机物与氨氮浓度较高的微污染原水，常规工艺的去除能力较差。氨氮与有机物浓度超标问题亟待解决。目前，国内针对氨氮与有机物浓度超标原水常用的工艺为强化常规处理工艺及深度处理工艺。但这些方法都存在去除效果不佳或者应用范围较窄等问题。强化常规处理工艺经济有效，但其应用具有局限性，该技术对常规工艺可以去除的大分子有机物去除效果较好，但对氨氮、小分子有机物仍然难以去除；深度处理工艺目前应用广泛，但其运行成本较高，且多存在一定的局限性。因此，亟待寻求一种更为经济有效、适用范围广的微污染原水处理技术。曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter，BAF）在上世纪80年代由法国德利满公司研制开发，该技术具有人工强制供氧、固液分离过滤、高水力负荷、定期反冲洗等特点，有较好的脱碳硝化功能。唐文峰等人（唐文锋,胡友彪,何晓文,孙丰英.曝气生物滤池生物预处理微污染水试验[J].环境工程,2014,32(09):26-31.[2017-08-20].DOI：10.13205/j.hjgc.201409007）采用单级曝气生物滤池进行了微污染水的预处理研究，试验表明，单级曝气生物滤池对CODMn的去除效果较好，且比较稳定（去除率约40%-60%），但是氨氮去除效果受滤池运行工况变化的影响非常大，当水力负荷在2-6m3/（m2•h）范围内波动时，氨氮去除率迅速由60.1%下降至29.4%，难以实现有机物和氨氮的同步稳定去除。申请号201510918527.7的专利公开了一种两段式曝气生物滤池及其处理农村生活污水的方法，该方法针对农村生活污水，提出了两段曝气生物滤池的调试运行等工艺参数。然而，在饮用水处理领域，由于微污染原水贫营养的水质特性、预处理出水水质的高标准，若将现有的应用于高浓度有机废水的曝气生物滤池运行工况直接应用在饮用水处理领域，CODMn和氨氮去除率很难保持在原有水平。因此，充分考虑微污染原水的特点，开发出针对性强的串联曝气生物滤池运行工艺，提高其对微污染原水的去除效果，是十分必要的。目前，针对微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种适用于微污染原水预处理，可以实现有机物和氨氮的同步稳定去除的串联曝气生物滤池工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，由进水系统、两级串联曝气生物滤池以及出水系统依次组成，在所述两级曝气生物滤池运行初期，按照低于设计进水量的水量进水进行挂膜，通过调节第一级曝气生物滤池以及第二级曝气生物滤池运行工况，使所述第一级曝气生物滤池内优势菌群为异养菌，所述第二级曝气生物滤池内优势菌群为硝化菌。所述微污染原水的高锰酸盐指数（CODMn）不高于15mg/L，氨氮（以N计）不高于10mg/L，可生化性（BOD5/CODcr）不低于0.1。所述两级曝气生物滤池运行初期进水量为50%设计进水量，待第二级曝气生物滤池出水CODMn去除率稳定在40%以上、氨氮去除率稳定在50%以上，恢复至设计进水量运行。正常运行期间，所述第一级曝气生物滤池水力负荷3-5m3/（m2•h），停留时间20-30min，气水比（2-4）：1，气水比控制依据为第一级曝气生物滤池出水溶解氧不低于5mg/L，所述第二级曝气生物滤池水力负荷1-3m3/（m2·h），停留时间20-30min，气水比（0.5-2）：1，气水比控制依据为第二级曝气生物滤池出水溶解氧不低于5mg/L。所述第一级曝气生物滤池反冲洗周期7-10天，反冲洗程序：气冲2-3min，气水联合冲3-5min，水冲3-5min；气量：15-20L/（m2·s），水量：8-15L/（m2·s），所述第二级曝气生物滤池反冲洗周期10-15天，反冲洗程序：气冲0.5-1min，气水联合冲2-3min，水冲2-3min；气量：10-15L/（m2·s），水量5-10L/（m2·s）。所述两级曝气生物滤池均采用市售粘土陶粒滤料，粒径3-5mm，孔隙率不低于50%。本专利技术所达到的有益效果：有机物和氨氮共存于同一生物处理系统中时，异养菌对溶解氧及有机物的争夺能力较强，大量摄取污染物进行新陈代谢，合成自身所需的营养物质，迅速成长为优势菌种，而负责氨氮氧化的硝化菌的比生长速率较低，世代周期较长，对底物、溶解氧和pH值等要求比较苛刻，在与异养菌共存的环境中处于竞争劣势，不利于氨氮的转化降解，在此基础上，本专利技术采用两级串联曝气生物滤池，在2个独立系统内，通过运行工况等的调节，使第一级曝气生物滤池内异养菌成长为优势菌群，第二级曝气生物滤池内硝化菌成长为优势菌群，从而实现有机物和氨氮的同步稳定去除，本专利技术还具有流程短，运行管理简便，适用性强的特点。附图说明图1是本专利技术工艺流程图；图2是实施例中挂膜期间CODMn及氨氮去除率结果。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本实施例以重庆市某水厂的水源水为对象，进行微污染水源水预处理工艺研究。该水厂水源为水库水，CODMn为5.8-10.1mg/L，氨氮1.27-1.94mg/L，水质常年难以达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）III类水标准，该水厂为镇级水厂，采用常规工艺（混凝-沉淀-过滤-消毒），出厂水高锰酸盐指数和氨氮超标（GB5749-2006）。现采用本专利技术提出的组合工艺，如图1所示，新建两级串联曝气生物滤池中试装置一套，对该水厂水源水进行预处理研究，旨在将该水源水处理至满足III类水标准后接入水厂原有的常规工艺。两级曝气生物滤池均采用市售粘土陶粒滤料，粒径3-5mm，孔隙率73%，两级滤池均采用上向流运行工艺，上向流工艺可以有效提高曝气生物滤池中填料的利用率，延缓污染周期。该中试装置设计进水量2m3/h，中试装置搭建完毕后，以设计进水量的50%（1m3/h）通入微污染原水进行挂膜，挂膜期间CODMn及氨氮去除率见图2。由图2可知，在26天的考察期内，CODMn去除率从第16天起稳定达到40%以上，氨氮去除率从第21天起稳定达到50%以上，可认为从第21天起，滤料挂膜基本完成。26天考察期结束后，恢复至设计进水量开始正常运行。正常运行期间，第一级曝气生物滤池水力负荷5m3/（m2•h），停留时间20min，气水比4：1，第一级曝气生物滤池出水溶解氧7.1mg/L，第二级曝气生物滤池水力负荷2m3/（m2•h），停留时间27min，气水比1：1，第二级曝气生物滤池出水溶解氧6.4mg/L。本实施例正常运行期间，微污染原水预处理效果见表1。从表1可以看出，本实施方式预处理效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，其特征是，由进水系统、两级串联曝气生物滤池以及出水系统依次组成，在所述两级曝气生物滤池运行初期，按照低于设计进水量的水量进水进行挂膜，通过调节第一级曝气生物滤池以及第二级曝气生物滤池运行工况，使所述第一级曝气生物滤池内优势菌群为异养菌，所述第二级曝气生物滤池内优势菌群为硝化菌。

【技术特征摘要】
1.一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，其特征是，由进水系统、两级串联曝气生物滤池以及出水系统依次组成，在所述两级曝气生物滤池运行初期，按照低于设计进水量的水量进水进行挂膜，通过调节第一级曝气生物滤池以及第二级曝气生物滤池运行工况，使所述第一级曝气生物滤池内优势菌群为异养菌，所述第二级曝气生物滤池内优势菌群为硝化菌。2.根据权利要求1所述的一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，其特征是，所述微污染原水的高锰酸盐指数（CODMn）不高于15mg/L，氨氮（以N计）不高于10mg/L，可生化性（BOD5/CODcr）不低于0.1。3.根据权利要求1所述的一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，其特征是，所述两级曝气生物滤池运行初期进水量为50%设计进水量，待第二级曝气生物滤池出水CODMn去除率稳定在40%以上、氨氮去除率稳定在50%以上，恢复至设计进水量运行。4.根据权利要求1所述的一种用于微污染原水预处理的串联曝气生物滤池工艺，其特征是，正常运行期间，所述第一级曝气生物滤池水力...

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，张佳男，郑健，陈卫，陈英汉，丁韶鑫，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32