升级改造生物滤池深度处理微污染原水的工艺特性

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1、第38卷第10期水处理技术Vol.38No.101122012年10月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTOct.,2012升级改造生物滤池深度处理微污染原水的工艺特性刘冰1,2，鲁峰3，赵承美1，余国忠1，于鑫2，宋军霞1（1.信阳师范学院城市与环境科学学院，河南信阳464000；2.中国科学院城市环境研究所，福建厦门361021；3.周口市环境监测站；河南周口466002）摘要：为探讨生产规模的升级改造后生物滤池处理微污染原水的运行效果和微生物多样性，生物滤池通过自然挂膜实现快速启动在滤速0.8～1m/h和气水体积比1～2条件下，分别考察滤速、气水比、反

2、冲洗和预加氯对生物滤池运行的影响，并采集生物滤池不同层高（10cm、20cm）活性炭生物填料，应用分子生物学技术对样品中氨氧化细菌（AOB）多样性进行研究。结果表明，生物滤池运行中滤速和气水体积比分别选用8m/h和1，反冲洗强度为15L/(m2·s)、时间为5～6min；预加氯对最终出水中COD+-N去除率影响不大，但对生物滤池内的NO--N去除率Mn和NH42和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）影响比较显著；20cm层高填料中AOB多样性高于10cm。升级改造后生物滤池出水满足GB5749－2006的要求。关键词：微污染源水；改造生物滤池；氨氧化细菌多样性；预加氯；反冲洗中图分类

3、号：TU991.2文献标识码：B文章编号：1000-3770(2012)10-0112-006由氮、磷等营养元素的过量排放，导致封闭的水1材料与方法体、湖泊和缓流水域的水体富营养化，使得水中藻类1.1工艺流程含量高、水环境逐渐恶化。随着我国饮用水水源污染饮用水厂共有12只滤池平行运行，工艺升级改的日益严重，为满足GB5749－2006的要求，对一些造后流程如图1所示。改造将原有的石英砂滤池改地方的饮用水厂处理工艺进行必要的改造，尤其对饮造为活性炭-石英砂滤池，滤池内填料层高100cm用水源被污染的饮用水厂是十分必要的[1]。与此同（活性炭层高70cm，石英砂层高30cm），

4、时，各种新型的净水工艺迅速发展，其中生物滤池因其简单、高效和运行成本低等优点而受到重视[2-5]。目 前，生物滤池应用于饮用水处理的研究很多集中于
小试或中试，而对于生产规模的升级改造后生物滤图1饮用水厂改造后工艺流程Fig.1Flowchartofdrinkingwatertreatmentplantupgrading池的运行参数、影响因素和微生物多样性的研究相对缺乏[6-8]。承托层高30cm，底部设有曝气管，生物滤池运某市饮用水厂以河水作为原水。近来，河水因不行时，填料表面上水深150cm，反冲洗周期24h，生断地受到周围企业工

5、业废水和居民生活污水的污染物滤池为下向流。同时，为了防止原水输水管道中的使得水质不断恶化，现有的饮用水生产工艺已经不能微生物、藻类的滋长和提高混凝沉淀效果，在取水口满足出水要求，必须对生产工艺进行改造。投加一定的氯，投加量为2mg/L左右。针对原有石英砂滤池改造为活性炭-石英砂滤1.2生物滤池进水水质池后，为保证出水水质达标，研究了其运行参数、影响生物滤池的进水取自混凝沉淀后出水，其主要的因素和生物多样性，以期为类似饮用水厂的升级改水质如下：pH7.17～8.31、CODMn3.57～4.21mg/L、造提供依据和参考。NH+-N的质量浓度2.65～3.14mg/L。4收稿

6、日期：2012-03-26基金项目：国家自然科学基金项目（51208448）；信阳师范学院博士科研启动基金项目（91231）；省部共建黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室开放基金项目资助（GTYR2011006）；信阳师范学院青年骨干教师资助计划（120511）；河南省科技计划立项（122102310365）作者简介：刘冰（1979－），男，博士，研究方向为水处理原理与技术联系电话：15978572537；E-mail：liubing_982002@163.com刘冰等，升级改造生物滤池深度处理微污染原水的工艺特性1131.3分析方法进行聚合酶链（PCR）反应扩增，引物采

7、用amoA-1F1.3.1水质测定（GGGGTTTCTACTGGTGGT）和amoA-2R（CCCC+TCTGCAAAGCCTTCTTC），扩增长度约为485bp[11]。CODMn，高锰酸盐指数（酸法）；NH4-N含量，水杨酸-次氯酸盐光度法；NO--N含量，N-(1-萘基)-乙使用PeltierThermalCycle-200PCR仪完成。2二胺光度法；NO--N含量，紫外分光光度法[9]；氨氧化20μLPCR反应体系如下：HO14.65μL，上样缓32菌（AOB）和亚硝酸氧化菌（NOB），数量测定法[10]。