粉末活性炭—膜生物反应器处理含铁、含锰、含氨氮地下水研究

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1、硕士学位论文粉末活性炭-膜生物反应器处理含铁、含锰、含氨氮地下水研究REMOVALOFIRON,MANGANESEANDAMMOIAFROMGROUNDWATERUSINGAPAC-MBRSYSTEM刘广阳哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.162密级：公开工学硕士学位论文粉末活性炭-膜生物反应器处理含铁、含锰、含氨氮地下水研究硕士研究生：刘广阳导师：梁恒教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位

2、单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.162DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringREMOVALOFIRON,MANGANESEANDAMMOIAFROMGROUNDWATERUSINGAPAC-MBRSYSTEMCandidate：LiuGuangyangSupervisor：Prof.LiangHengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：

3、CivilEngineeringAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要地下水中同时含铁、含锰和含氨氮是一个较普遍的问题，铁、锰和氨氮的污染对人类饮用水的健康造成了一定的威胁。本文针对哈尔滨某地地下水源水含铁、2+2++锰、氨氮（Mn=1.0mg/L，

4、Fe=15mg/L，NH4-N=1.8mg/L）的特点，构建粉末活性炭-膜生物反应器（PAC-MBR）对此种水进行去除效能及膜污染研究。为了考查PAC-MBR的抗污染负荷，本试验研究MBR采用三种进水，一种是地下水原水，另外两种是不同曝气量（DO为9mg/L和6mg/L）情况下接触氧化生物滤池出水。首先，考查溶解氧分别为9mg/L和6mg/L时接触氧化砂滤池铁、锰、氨氮的出水效果，明确PAC-MBR进水生物滤池控制参数。试验结果表明，在溶解氧为9mg/L时，滤柱成熟后，铁、锰、氨氮的出水浓度分别低于0.12mg/

5、L、0.1mg/L、0.02mg/L；在溶解氧为6mg/L的滤柱，铁、锰、氨氮的出水浓度分别为0.15mg/L、0.2mg/L和1.0mg/L。其次，PAC-MBR系统处理不同含量的铁、锰、氨氮进水时，在进水为滤后水的两个膜池中分别投加PAC为1g/L和4g/L，在进水为原水的膜池中投加PAC为2g/L。3个系统中，锰的出水都能达到0.05mg/L，氨氮达到0.02mg/L，在进水为滤后水的两个系统铁出水低于0.08mg/L，进水为原水的系统铁出水低于0.15mg/L。活性炭投量的增加会缩减除铁、除锰成熟期，从4

6、5天到40天，对除氨氮没有影响，污染物浓度的增加会增加除铁、除锰、除氨氮的成熟期，分别从48天到45天、50天到45天、35天到20天，且最终出水铁稳定浓度会受到进水污染物浓度的影响，进水为源水和滤后水的出水铁为0.15mg/L和0.05mg/L。此外，在膜污染方面，经过长达222天的连续运行发现，变换进水的单一系统中（PAC投量为2g/L的系统），污染物浓度的升高（由砂滤出水变为地下水原水），跨膜压差增长迅速，在0-140天里跨膜压差增长了9.1kPa，在140-222天共82天里增长了32.6kPa；不同粉末

7、活性炭投加量（1g/L和4g/L）的系统处理砂滤出水时，在0-140天增加了8.1kPa，在140-222天共82天增加了16.5kPa，在PAC投量为4g/L的系统，在0-140天增加了6.7kPa，在140-22天共82天增加了3.7kPa，PAC投加量增加，膜污染减轻；比较PAC-MBR系统中PAC投量和污染物浓度的比率，PAC投量多（4g/L），污染物物浓度低（滤后水）的系统膜污染最轻，PAC投加量少（1g/L），污染物浓度低（滤后水）和PAC投加量较少（2g/L），污染物浓度高（原水）的系统膜污染均比较

8、严重。而且，本文采用高通量测序对于接触氧化砂滤柱在溶解氧分别为9mg/L和6-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文mg/L条件下的锰砂和PAC-MBR系统中PAC投量为4g/L和2g/L的膜表面以活性炭为主的沉积物进行分析，发现4个样品中均出现了已知的铁锰细菌和硝化细菌，其中在砂滤柱中Hyphomicrobium（生丝微菌属）、Flavobacterium（黄杆菌属）和Pl