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随着社会不断发展,饮用水水源已普遍受到有机物、氨氮污染。由于常规工艺对氨氮、高锰酸钾指数等污染物去除能力有限,难以保证出厂水达到国家饮用水标准,尤其低温下,硝化细菌生长代谢缓慢将导致氨氮去除效果下降明显。为此,需要研发新型水处理技术保障饮用水安全。本试验研究了在线混凝及生物技术协同超滤工艺处理微污染水的净水效能,并通过正交试验分别研究了常温期、低温期组合工艺生物处理阶段的工艺流程。主要研究结论如下:(1)常温期(水温>10℃):试验进水氨氮为1.54~3.38mg/L,组合工艺对氨氮的平均去除率为92.5%;进水高锰酸盐指数(CODMn)为3.12~5.58mg/L,CODMn的平均去除率为59.5%;进水UV254为0.184cm-1~0.284cm-1,UV254的平均去除率为80.2%。组合工艺运行期间混凝及生物技术单元对氨氮、CODMn的去除贡献率分别为94.0%、67.3%;超滤膜单元分别为6.0%、32.7%。(2)低温期(水温≤10℃):试验进水氨氮为1.22~2.16mg/L,组合工艺对氨氮的平均去除率为87.8%;进水CODMn为2.88~5.55mg/L,CODMn的平均去除率为53.5%;进水UV254为0.156cm-1~0.340cm-1,UV254的平均去除率为74.3%。组合工艺运行期间混凝及生物技术单元对氨氮、CODMn的去除贡献率分别为94.5%、56.3%;超滤膜单元分别为5.5%、43.7%。与此同时,组合工艺对DOC、铁和锰的去除率分别为41.0%、98.9%和96.7%,试验过程中亚硝盐氮没有积累,且工艺出水浊度稳定在0.1NTU以下,符合《浙江省城市供水现代化水厂评价标准》(2013版)的规定。(3)为减缓膜污染,本研究通过正交试验对超滤膜过滤方式以及主要运行参数,包括膜通量、过滤时间、物理清洗时间以及化学清洗周期进行探讨。试验得出超滤膜运行最优工况:采用错流过滤,回流量为0.3m3/h;膜通量为35L/(m2·h),过滤时间为50min;物理清洗为气洗50s、气水反冲洗70s和正冲洗20s;化学清洗药剂采用100ppm次氯酸钠,清洗周期为物理清洗6次。最优工况下,跨膜压差(TMP)增长缓慢,膜污染得到有效缓解。