论文部分内容阅读
目前我国农村饮用水安全存在水处理设施数量不足、工艺落后的严重问题，要开发农村地区以地下水为水源的供水系统，硝酸盐污染对预处理工艺的高效、低成本的要求。以载体结合法为基础的固定化微生物滤池技术因其操作简单、生物量大而具有优势，其处理性能主要受原水水质、载体性质和水力停留时间的影响；而地下水中有机物浓度低，不足以维持反硝化过程的进行，对外加碳源的选择成为影响处理效果和成本的另一因素。因此本文以固定化微生物滤池为处理工艺，选择新型的功能化载体FPU，进行碳源的选择性试验，并在此基础上分析该工艺处理地下水中硝酸盐的最优条件，为新工艺的投入运行提供设计依据。
试验首先通过完全混合式的静态试验，分析了固定化微生物分别以乙醇、乙酸钠、葡萄糖为碳源时的反硝化特性，并通过零级、一级动力学方程的模拟计算出反硝化速率，得到各种碳源的表观C/N。结果表明，在碳源分别为乙醇C/N=3，乙酸钠C/N=2.5，葡萄糖C/N=5条件的系统中，乙酸钠系统反硝化速率最快、2h内对NO3--N去除率最高，但NO2--N累积现象最严重且残留COD高于乙醇系统；葡萄糖系统中无NO2--N累积，但其它效果均最差；三者的反硝化速率分别为11.913、15.633、7.177 gNO3--N/(gVSS·d)，表观C/N分别为5.687、4.234、8.261；综合考虑出水中NO3--N、NO2--N、COD的浓度，乙醇是最合适的碳源。
在静态试验的基础上，以乙醇为碳源进行固定化微生物滤池的连续运行效果试验。对三组试验装置在6组试验条件下稳定运行70天的出水水质进行分析，结果显示：进水负荷的提高使NO3--N去除率降低得影响很小，将HRT由1.5h提高至2h，对硝酸盐去除率的提高效果，要远大于将温度由16.8℃升高至20℃，而系统满足HRT=2h，C/N=3，T=20℃中条件之一时，出水中残留NO3--N、COD浓度均小于10mg/L。综合考虑出水COD浓度和实际地下水的温度范围，提高HRT更具优势，因而该工艺实际运行的最优条件为：HRT=2h，乙醇为碳源，C/N<3。