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目前采用的二级生化处理工艺存在着曝气能耗大、污泥产量多等缺点,因此开发投资省、运行成本低、经济节能的小城镇污水处理工艺势在必行。本课题提出了混凝-超滤工艺用于生活污水的处理,研究该系统处理污水的性能,并在分析该系统出水水质的基础上联合滴滤池形成混凝-滴滤-超滤工艺,探讨其对COD、氨氮、总磷等污染物的去除效果及影响因素,分析溶解性有机物(DOM)在混凝-滴滤-超滤系统中的特性变化。在混凝-超滤系统中,混凝使颗粒粒径分布移向更大区域,去除3~100k Da之间的有机物,降低污染物负荷,从而有效地改善膜通量。混凝剂投加量为影响后续膜通量的重要因素。膜污染阻力分布分析和Field模型都显示过滤混凝水时膜阻力主要来自滤饼层。反冲洗对膜通量的恢复效果随次数增多而减弱,NaClO清洗可恢复初期通量的90%。混凝-超滤系统可去除95%的SS、60%~70%的COD、85%的总磷,氨氮去除效果不佳。为进一步去除COD、氨氮等,选用滴滤池联合原有系统形成混凝-滴滤-超滤工艺。滴滤池碳氧化和硝化功能启动运行分别需要10d和30d;表面水力负荷在3~6.3 m3/(m2·d)时,滴滤去除70%~85%的COD和80%的总磷,氨氮去除效果随水力负荷增加而降低。随着COD容积负荷的增大,COD去除效果稳定(73%以上),氨氮去除率先升后降。当进水氨氮负荷小于0.04kgNH4+/(m3·d)时,水力负荷增加不影响氨氮去除,出水氨氮在15mg/L以下。滴滤池前0.6m去除89%的COD、71%的总磷,0.6~2.4m硝化作用显著。超滤膜阻力主要来自浓差极化。系统出水水质良好,可回用作为城市绿化用水。此工艺由于采用的混凝剂价格低廉,滴滤池能耗低、污泥产量小、土建费用低,超滤自动化程度高,出水可回用等优点,适合作为处理回用城镇污水的优选工艺。通过XAD系列树脂将混凝-滴滤-超滤工艺各级出水分成5个组分:亲水性物质(HPI)、疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性有机中性物质(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)和过渡亲水性有机中性物质(TPI-N)。结果表明,生活污水DOM以HPI和HPO-A为主,分子量主要分布在1~3.5kDa,主要荧光物质为类蛋白II物质,HPO-A含有较多羧酸类物质,TPI-A中醇类物质含量较高,HPO-N中脂肪族化合物较多,TPI-N中含有最多的酰胺类物质。混凝去除HPI、HPO-N、TPI-N效果明显,使DOM分级组分的分子量分布移向高分子量区域,通过吸附作用去除了HPO-N、TPI-N、TPI-A组分中的部分类蛋白物质,对有机物官能团影响较小。滴滤池降解HPI中的类蛋白物质,HPO-A、TPI-A的类蛋白物质、羧酸类和多糖类物质,降解效果明显;也可以降解HPO-N、TPI-N的脂肪族化合物和蛋白质,但效果不明显;使除HPO-A外DOM分级组分的Mw降低。超滤膜可以截留10%的DOM各分级组分,出水中各组分的Mw和Mn均降低;截留部分类腐植酸、类富里酸物质和HPO-A、TPI-A的羧基、羟基类物质;对类蛋白物质和HPO-N、TPI-N中酰胺类物质截留效果不佳。