悬浮床光催化－膜分离反应器处理受污染河水的研究

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1、悬浮床光催化－膜分离反应器处理受污染河水的研究　1试验方法　　试验装置如图1所示。反应器中插入低压汞灯，反应器底部由微孔板曝气提供悬浮床的供氧和混合。聚乙烯中空纤维膜组件（孔径为0.4mm）浸没于反应器中，用抽吸泵抽吸，通过膜的过滤得到出水。催化剂则被截留于反应器内。反应器有效容积0.24m3，设计水量为1～1.8m3/d。　　受污染的河水取自清华校河。进水COD大约在50～80mg/L，NH3－N浓度大约2～6mg/L，由于原水在进水箱的沉淀，进水SS大约为0。2结果与讨论　　2.1COD和NH

2、3－N去除效果　　试验考察了不同HRT和进水条件下该反应器去除COD和NH3－N的效果。结果见表1。表1反应器处理河水运行历程时间顺序HRT进水水质出水水质COD去除率1～3d6hCOD：50～80mg/LNH3-N：2～6mg/LCOD：～0mg/LNH3-N：1～3mg/L～100%4～6d4.5h7～28d3hCOD：8～16mg/LNH3-N：2～4mg/L80%29～30d3hCOD：50～80mg/LNH3-N：15～20mg/LCOD：～40mg/LNH3-N：8～14mg/L30%

3、31～35d2h36～41d3h70%COD：50～80mg/LNH3-N：8～12mg/LCOD：15～20mg/LNH3-N：5～7mg/L　　试验结果表明：进水水质正常时，COD去除率可达80%以上（HRT＝3、4.5、6h）。但氨氮浓度升高会大大恶化处理效果。如果认为COD和氨氮二者不相互抑制，则去除单位质量的NH3－N要相当于去除5倍质量的COD。这说明，对未受生活污水严重污染和较轻富营养化的河流、湖泊水而言，使用本系统进行COD和TOC的去除是合理的。　　2.2催化剂的截留和悬浮效果　

4、　通过使用0.4mm孔径微滤膜，催化剂可以被有效截留。在最初三天出水中有轻微的催化剂泄漏，但随后则被完全截留。总泄漏量不足总催化剂量的5%。通过微孔板曝气和膜组件下的反冲曝气系统，催化剂在悬浮床中能保持良好悬浮。在适当条件下，催化剂悬浮量可以保持40d不用添加。　　2.3膜过滤阻力的变化　　在运行过程中，膜过滤阻力逐渐上升。膜过滤阻力与膜通量密切相关。通量越大，膜过滤阻力上升速率越快。大体上可以用指数关系来描述过滤阻力上升速率与膜通量的关系。试验结果表明：在膜通量小于54l/(m2h)时，过滤阻力

5、增长速率小于0.15kPa/d，如果以压差增长小于8m水头为膜过滤周期，则可以稳定运行52天不清洗。　　2.4膜组件的清洗　　膜过滤阻力上升到一定程度后，需要对膜组件进行离线化学清洗。试验表明NaClO漂洗足以使膜过滤阻力回落到相当于清洁膜的水平。这说明有机物是膜面污染物的主要成分。对污染后的膜丝做扫描电镜分析，表明膜面污染物主要为河水中的纤维状物质、藻类和真菌类物质。　　2.5催化剂活性的变化　　在试验过程中，只要进水水质正常，均可以维持稳定的处理效果；经过进水水质恶化然后又恢复到基本正常时，处

6、理效果也相应恢复。这说明在处理过程中催化剂活性得以保持。将运行后的催化剂与新催化剂在相同试验下对比其活性，发现运行后催化剂活性明显提高。　　2.6反应器运行成本分析　　试验结果表明，本系统处理单位体积河水的运行电耗为明显高于太阳光催化反应器。但是，如果以单位紫外能的COD去除负荷而言，则比固定化太阳光催化高4～5倍，而且大大节约了占地面积。如果进水污染物浓度较低，则应用本系统处理吨水的运行电耗会大幅降低。在废水常规处理后的深度处理和微污染水源水处理方面有较大的应用潜力。　旋流沉砂池的排砂系统设计　

7、　　目前，城市污水处理厂的沉砂池基本上采用两种类型：一种是应用比较广泛的曝气沉砂池，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的前进旋流(垂直于水流方向)，这种池型具有稳定的除砂效果；另一种是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池(其旋流与水流方向基本一致)，具有池型简单、占地省、运行费用低、除砂效果好等优点，已越来越受到人们的重视。旋流沉砂池的排砂目前采用两种形式，一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但砂泵的磨损问题也越来越受到用户的关注；另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，但

8、设备相对较多。　　合肥市王小郢污水处理厂是安徽省第一座大型城市污水处理厂，一期工程规模为15×104m3/d，已于1998年投产运行，运行效果良好；二期工程又增加15×104m3/d，已在2001年的下半年投入使用，一、二期工程均采用气提排砂的旋流沉砂池。1概况　　该工程设旋流沉砂池2座、砂水分离器2台，由奥地利NEVHOLD提供成套设备，其中空压机(2台)采用德国Aerzen的产品。　　具体设备参数如下：　　①旋流沉砂池直径为5480mm，池深为4750mm，单池处理量为4100