活性滤池去除微污染水中有机物和氨氮

龙小庆¹， 富良²， 顾玉其²， 王占生¹
(1.清华大学 环境科学与工程系， 北京 100084； 2.浙江平湖市自来水公司， 浙江平湖?314200)

　　摘　要： 主要阐述了活性滤池对水厂沉淀出水中有机物和氨氮的去除规律，并与水厂砂滤池进行比较。结果表明：①无论活性滤池进水中是否有余氯，它对有机物(以总有机碳TOC表示)、氨氮、亚硝酸盐氮均有去除作用。如果滤前加氯(余氯为0.5mg/L)，TOC和氨氮在沿程均有去除，去除率分别为37.5%和82.1%，亚硝酸盐氮在40cm滤层深度以上有所上升，经过余下滤层 后得以去除，总去除率为72.8%；如果滤前不加氯，氨氮和亚硝酸盐氮在沿程均有去除，去除率均为90%左右；②砂滤对氨氮的去除不明显(去除率仅为3.1%)，TOC去除率为12.5%，而亚硝酸盐氮略有上升。
　　关键词：微污染源水；活性滤池；砂滤；TOC；氨氮
　　中图分类号：TU991.2
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)08-0044-02

　　有机物和氨氮是目前微污染源水中较为普遍的两类污染物，而常规水处理工艺对它们的去除能力有限。在普通砂滤池中填放活性滤料将其改造为活性滤池，以沉淀池出水为原水研究其对TOC和氨氮的去除特性和机理，为水厂改造提供有益的依据。?

1 试验装置及方法

　　试验装置如图1所示。

　　该装置为有机玻璃柱，内径为10cm。活性滤料层高为60cm，砂层高为30cm(粒径分布为0.5～1.2mm)，承托层高为30cm。反冲洗排水管在滤料上方80cm处，沿程设有取样口。过滤时滤料层上方水深为150cm，采用表面曝气，气水比维持在(0.5～1)∶1，滤速取8m/h，工作周期为48h，反冲时控制整个滤料层膨胀率为20%～30%，反冲时间为5～6min。?

2 测试方法

　　TOC：岛津-5000TOC仪；氨氮：纳氏试剂分光光度法(721分光光度计)；亚硝酸盐氮：重氮化偶合分光光度法(721分光光度计)；余氯：袖珍比色计。?

3 结果及讨论

3.1 对TOC的去除效果
　　活性滤池对TOC的沿程去除效果见图2。

　　由图2可见，在活性滤池中TOC值由上至下逐渐降低，总去除率为37.5%，其中活性滤料层去除率为32.1%，这说明有机物的去除大都由活性滤料层承担，是活性滤料吸附和其上生物膜降解的共同作用的结果。
3.2 对NH₃-N、NO₂^--N的去除
　　活性滤池对NH₃-N、NO₂^--N的沿程去除效果如图3、4所示。

　　一般认为，由于亚硝酸细菌的比增长速度(μNS)小于硝酸细菌的比增长速度(μNR)，且硝化反应常数KN很小，所以在稳态条件下亚硝酸盐的积累量是很少的［1］。但由图3、4可见，当进水(沉淀出水)加氯(防止滤池中藻类繁殖)时，NH₃-N的去除规律与NO₂^--N的有所不同，NH₃-N浓度沿程逐渐降低，经过活性滤料层后去除率已达70%，总去除率为80%左右；而NO₂^--N浓度在40cm以上的活性滤料层中是逐渐上升的(出现亚硝酸盐积累)，经过余下滤层后才得以去除，总去除率为70%左右。当进水中无余氯时，NH₃-N及NO₂^--N的浓度均沿程逐渐降低，去除率均为90%左右。活性滤池对NH₃-N去除率较高及池中出现NO₂^--N积累的原因可能是：上层活性滤料可去除水中余氯，有利于微生物在余下滤层中生长繁殖；另外亚硝酸菌可能比硝酸菌耐氯些。
3.3 去除效果的对比
　　表1是活性滤池与普通砂滤池去除效果的对比。 表1 与普通砂滤池去除效果的对比 mg/L? 水样 NH₃-N NO₂^--N TOC 加氯沉淀水 2.29 0.081 5.6 活性滤池出水 0.41(82.1%) 0.022(72.8%) 3.5(37.5%) 水厂砂滤出水 2.22(3.1%) 0.117 4.9(12.5%) 注： 表中括弧内为去除率。

　　表1表明，活性滤池对TOC的去除率比砂滤池高25.0%，对氨氮的去除率比砂滤池高79.0%，水厂砂滤出水的亚硝酸盐氮略微升高。这主要是由于活性滤料能为微生物的生长繁殖提供良好的条件，如较大的比表面积、表面较粗糙、能富集有机物和溶解氧、脱氯等。而且一旦挂膜后，由于生物膜上微生物的长期固定培养，它们对各种不利环境有较强的适应性，比单体细胞对消毒剂具有更强的抵抗能力^［2］。而砂粒较平整、光滑、无孔、无吸附作用，也不能去除水中余氯，因此当进水中有氯时挂膜较为困难。?

4 结论

　　①无论活性滤池进水中是否有余氯，它对TOC、氨氮、亚硝酸盐氮均有去除作用。如果滤前加氯(余氯为0.5mg/L)，TOC和氨氮在沿程均有去除，去除率分别为37.5%和82.1%，亚硝酸盐氮在40cm滤层深度以上有所上升，经过余下滤层后得以去除，总去除率为72.8%；如果滤前不加氯，氨氮和亚硝酸盐氮在沿程均有去除，去除率均为90%左右。?
　　②水厂砂滤对氨氮去除不明显(去除率仅为3.1%)，TOC去除率为12.5%，而亚硝酸盐氮略有上升。

参考文献：
［1］顾夏声.废水生物处理数学模式(第2版)［M］.北京：清华大学出版社，1997 .
［2］王占生，刘文君.微污染水源饮用水处理［M］.北京：中国建筑工业出版社，1999.

　　电　话：(010)62782196?
　　收稿日期：2001-12-26