高浓度氨氮原水深度处理工艺

Posted 2023-01-13 活性炭

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摘要：实验研究曝气生物活性炭滤池对于高浓度氨氮原水的处理效果以及工艺运行稳定情况。以某自来水厂常规工艺沉淀池出水预加硫酸铵作为研究对象，原水氨氮平均浓度3.67 mg/L，实验条件：温度31.2℃，pH 7.13，滤速8～12 m/h，气水比0.5和1。采用3种不同工况条件进行实验，确定滤速10 m/h和气水比0.5的为最佳运行工况。在此工况下曝气生物活性炭滤池对于氨氮和CODMn的平均去除率分别达到87.5%和19.2%，亚硝酸盐积累率为0.9%；出水氨氮浓度达到生活饮用水卫生标准GB5749-2006。同时炭滤池的出水浊度相比进水略微上升。

目前水体污染日益严重，很多饮用水水源受到不同程度的污染。珠江水源水由于常年水温较高，受有机物和氨氮污染较严重，一些水源水氨氮浓度超过1mg/L，当出现突发性水源污染时氨氮的浓度可能达到4mg/L。最新的生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)要求出水氨氮达到0.5mg/L以下，而饮用水常规处理工艺很难达到这一标准。常规的处理工艺对氨氮的去除能力很有限，对于小浓度的氨氮可以通过折点加氯去除，而对于高浓度氨氮，折点加氯不仅提高了成本还降低了饮用水安全性。

生物活性炭滤池作为一种深度处理技术综合了活性炭的吸附和生物膜的生物降解作用，而且其生物降解作用可以促进活性炭的再生，延长活性炭使用周期。当原水中有机物浓度超标时通常将生物活性炭和臭氧联用，组成臭氧-活性炭工艺。但是当原水中有机物浓度不高，而氨氮浓度高时臭氧-活性炭效果对于氨氮的去除效果不好。

根据理论，1g氨氮通过硝化作用转换为硝态氮需要4.57g氧，当氨氮浓度大于2mg/L时，要将氨氮控制在0.5mg/L以下至少需要6.86mg/L氧，几乎达到夏季的饱和溶氧量，硝化程度达到上限。鉴于此，生物活性炭滤池可以借鉴高速BAF预处理的经验，采用曝气的方式，成为曝气生物活性炭滤池。南方湿热地区容易生长微型生物，而炭滤池对许多微生物没有截留作用，因此将炭滤池放置到砂滤池之前，利用砂滤池的截留作用控制微型生物数量。。

本实验以“混凝沉淀-曝气生物活性炭滤池-砂滤池”的方式运行，旨在研究曝气生物活性炭滤池作为深度处理工艺对于高浓度氨氮原水的处理效果。

1实验研究方法

1.1实验流程

实验研究在广州某大型自来水厂进行，原水为经过投加硫酸铵调节后的水厂沉淀池出水，实验流程：原水(水厂沉淀池出水预加硫酸铵)——曝气生物活性炭滤池——砂滤池——出水。

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