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2.1.3对氨氮的去除效果
考察了不同段位混凝沉淀-超滤耦合工艺对NH4+-N的去除情况。结果发现,混凝/沉淀对于NH4+-N几乎没有去除作用,试验期间,A、B、C3组工艺中超滤进水NH4+-N分别为0.330±0.10、0.160±0.023、0.207±0.046mg/L;超滤出水NH4+-N则为0.318±0.095、0.024±0.005、0.109±0.016mg/L;超滤处理对NH4+-N的去除率依次为2.82%±2.14%、64.67%±7.43%、40.41%±11.80%。
一般认为,浸没式超滤膜对NH4+-N的去除主要是依靠膜滤池内的生物降解作用。而A工艺运行期间平均水温仅为13.7℃,不利于硝化细菌的生长与繁殖;并且由于膜污染较为严重,该工艺仅运行了4d,使无法积累出足够的硝化菌数量来满足除NH4+-N的要求。B工艺运行期间平均水温为23.8℃,属于硝化细菌较为适宜的生长温度,有利于代谢活动的进行,因此也表现出优良的除NH4+-N效能。C工艺运行期间水温又下降至20.8℃,温度的降低再次引起了生物活性的降低,也影响了硝化菌对NH4+-N的氧化去除。由以上讨论可知,浸没式超滤系统对NH4+-N的去除受水温的影响较为严重,如何通过对运行工况的优化,达到稳定高效去除NH4+-N的目的,仍需进一步的研究。
2.2不同超滤工艺的膜污染情况
在不同段位与混凝沉淀单元耦合时,超滤膜的TMP20增长情况如图4所示。
由图4可见,A工艺的TMP20增长最快,仅运行4d,即由初始的12.49kPa增长为39.42kPa,增长速率为7.69kPa/d。而B、C工艺的TMP20增长速率则显著低于A工艺,经过14d的运行,B工艺的TMP20从12.82kPa上升至53.49kPa,平均增长速率为2.91kPa/d;C工艺最终TMP20为41.90kPa,平均增长速率为1.96kPa/d。
如上所述,A工艺为针对沉淀池进水进行超滤,超滤膜进水中含有大量细小的悬浮絮体,与此同时,该阶段运行期间源水中有机物含量较高,两者的协同作用造成该阶段的膜污染非常严重,TMP20上升速率最快。B工艺的超滤膜进水为沉淀池中部水样,虽然悬浮物含量仍然较高,但是此时已生长为尺度较大的絮体,其所造成的膜污染显著减小,加之该阶段运行时水中有机物含量已降至正常水平,因此,TMP20的增长速率也降至可接受的水平。C工艺为针对沉淀池出水进行超滤,水中颗粒性物质基本上已以絮体形式在沉淀池去除,水中有机物含量与B阶段持平,因此TMP20增长速率得以进一步小幅降低。
3结论
(1)不同段位混凝沉淀-超滤耦合工艺对浊度的去除效果优异且不受耦合方式的影响,出水浊度均显著低于同期“混凝-沉淀-砂滤”工艺出水。(2)3种超滤工艺对有机污染物的净化能力基本相当。(3)以沉淀池进水为源水的超滤工艺膜污染非常严重,TMP20增长速率为7.69kPa/d;以沉淀池出水为源水的超滤工艺TMP20增长速率降低至1.96kPa/d;若将耦合段位设置在沉淀池中部,超滤膜污染略有升高,达到2.91kPa/d,但仍属于可接受范围。
综上所述,若在沉淀池中部进行超滤与混凝沉淀单元的短流程适配,在保证出厂水水质的情况下,还可以显著减小水厂的占地面积,或者在同样占地面积下显著提高水厂的产水量,同时不会导致超滤膜污染的显著增加。
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