纯氧—陶瓷膜生物活性过滤组合工艺处理微污染水研究

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1、纯氧-陶瓷膜/生物活性过滤组合工艺处理微污染水研究（申请清华大学工学硕士学位论文）培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：苏子杰指导教师:张锡辉教授二○一五年六月ResearchontheIntegratedProcessofPureOxygen–CeramicMembrane/ActiveBio-filtrationTreatingMicro-pollutedWaterThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceIn

2、EnvironmentalScienceandEngineeringbySUZijieThesisSupervisor:ProfessorZhangXihuiJune,2015摘要摘要3本文针对西江水系下游出现的季节性微污染原水，采用36m/d的中试装置，分别研究了纯氧曝气对生物活性过滤工艺和陶瓷超滤膜工艺的强化效果，着重考察强化工艺对水中高氨氮、有机物、铁锰离子和嗅味物质的去除效果；对污染比较严重的泥水，采用陶瓷超滤膜工艺对泥水进行净化处理；对这三种工艺的运行成本进行核算，评价其工艺经济性。纯氧曝气能够强化生物活性过滤工艺对污染物的去除效果，工艺出水浊度约0.1NTU，铁离子

3、浓度低于0.03mg/L，锰离子浓度低于0.1mg/L；原水CODMn浓度为4mg/L，NH3-N浓度为3mg/L时，出水CODMn浓度低于1mg/L，NH3-N-浓度低于0.1mg/L，且无NO2-N积累；嗅味物质浓度处于低水平，出水无异味。2纯氧曝气对陶瓷超滤膜组合工艺的强化效果显著，陶瓷膜通量100L/(m∙h)、纯氧曝气量0.6L/min条件下过滤5d后，陶瓷膜TMP增长量为1.22kPa。单独陶瓷膜对颗粒态污染物去除效果较好，工艺出水浊度低于0.1NTU，≥2μm的颗粒数均低于50CNT/ml，铁离子浓度均值0.019mg/L，锰离子浓度均值0.035mgL，但对溶解

4、态污染物去除率低，对NH3-N基本无去除。将陶瓷超滤膜工艺与生物活性过滤工艺组合能够实现两者互补。陶瓷超滤膜能有效净化处理泥水中的污染物，泥水浊度为1530~17360NTU，CODMn为149~511mg/L，铁锰离子均高于10mg/L条件下，陶瓷膜出水浊度低于0.4NTU，并能去除99%的CODMn、99.11%的铁离子以及84.74%的锰离子。膜池内能够形成膜生物反应器的作用，能去除42.97~62.79%的NH3-N、20.90~25.08%的DOC和部分嗅味物质等溶解态污染物。纯氧曝气-生物活性过滤工艺、纯氧曝气/陶瓷超滤膜-生物活性过滤组合工艺以及陶瓷膜泥水净化工艺

5、改造后所增加的运行成本分别为0.076、0.173和0.0473元/m，具有较好的经济适用性，且工程改造方便，适用于水厂的升级改造。关键词：纯氧曝气；生物活性过滤；陶瓷超滤膜；微污染水源；泥水净化处理IAbstractAbstractThisthesisaimstodealwiththeseasonallymicro-pollutedrawwaterfromthelowerreachesoftheXijiangRiver.Apilot-scaletestof36m3dwasdevelopedtostudyonimprovingtheeffectofactivebio-filtr

6、ationprocessandceramicultrafiltrationprocesswithpureoxygenaeration,focusingontheremovalefficienciesofNH3-N,organicmatter,ironandmanganeseions;ceramicultrafiltrationmembranewasalsousedfortreatingseriouslypollutedsludgewater;theoperationalcostoftheseprocesseswasevaluated.Pureoxygenaerationisab

7、letoenhancetheefficienciesofactivebio-filtrationforpollutantsremoval.Theresultsshowedthatturbidityineffluentwasabout0.1NTU,Fe＜0.03mgL,Mn<0.1mgL;WhentheconcentrationofCODMnandNH3-Nwererespectively4mgLand3mgLinrawwater,thetreatedeffluentcanreachto-1m