粉末活性炭采用膜生物反應(yīng)器處理含鐵,含錳,含氨氮地下水實(shí)驗(yàn)結(jié)果

粉末活性炭采用膜生物反應(yīng)器處理含鐵,含錳,含氨氮地下水實(shí)驗(yàn)結(jié)果

    地下水中同時(shí)含鐵、含錳和含氨氮是一個(gè)較普遍的問(wèn)題,鐵、錳和氨氮的污染對(duì)人類(lèi)飲用水的健康造成了一定的威脅。本文針對(duì)地下水源水含鐵、錳、氨氮(Mn2+=1.0 mg/L,Fe2+=15 mg/L,NH4+-N=1.8 mg/L)的特點(diǎn),構(gòu)建粉末活性炭-膜生物反應(yīng)器(PAC-MBR)對(duì)此種水進(jìn)行去除效能及膜污染研究。為了考查PAC-MBR的抗污染負(fù)荷,本試驗(yàn)研究MBR采用三種進(jìn)水,一種是地下水原水,另外兩種是不同曝氣量(DO為9 mg/L和6 mg/L)情況下接觸氧化生物濾池出水。首先,考查溶解氧分別為9 mg/L和6 mg/L時(shí)接觸氧化砂濾池鐵、錳、氨氮的出水效果,明確PAC-MBR進(jìn)水生物濾池控制參數(shù)。
    試驗(yàn)結(jié)果表明,在溶解氧為9mg/L時(shí),濾柱成熟后,鐵、錳、氨氮的出水濃度分別低于0.12 mg/L、0.1 mg/L、0.02 mg/L;在溶解氧為6 mg/L的濾柱,鐵、錳、氨氮的出水濃度分別為0.15 mg/L、0.2 mg/L和1.0 mg/L。其次,PAC-MBR系統(tǒng)處理不同含量的鐵、錳、氨氮進(jìn)水時(shí),在進(jìn)水為濾后水的兩個(gè)膜池中分別投加PAC為1 g/L和4 g/L,在進(jìn)水為原水的膜池中投加PAC為2 g/L。3個(gè)系統(tǒng)中,錳的出水都能達(dá)到0.05 mg/L,氨氮達(dá)到0.02 mg/L,在進(jìn)水為濾后水的兩個(gè)系統(tǒng)鐵出水低于0.08 mg/L,進(jìn)水為原水的系統(tǒng)鐵出水低于0.15 mg/L。
    粉末活性炭投量的增加會(huì)縮減除鐵、除錳成熟期,從45天到40天,對(duì)除氨氮沒(méi)有影響,污染物濃度的增加會(huì)增加除鐵、除錳、除氨氮的成熟期,分別從48天到45天、50天到45天、35天到20天,且最終出水鐵穩(wěn)定濃度會(huì)受到進(jìn)水污染物濃度的影響,進(jìn)水為源水和濾后水的出水鐵為0.15 mg/L和0.05 mg/L。此外,在膜污染方面,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)222天的連續(xù)運(yùn)行發(fā)現(xiàn),變換進(jìn)水的單一系統(tǒng)中(PAC投量為2 g/L的系統(tǒng)),污染物濃度的升高(由砂濾出水變?yōu)榈叵滤�原�?,跨膜壓差增長(zhǎng)迅速,在0-140天里跨膜壓差增長(zhǎng)了9.1 k Pa,在140-222天共82天里增長(zhǎng)了32.6 k Pa;不同粉末活性炭投加量(1 g/L和4 g/L)的系統(tǒng)處理砂濾出水時(shí),在0-140天增加了8.1 k Pa,在140-222天共82天增加了16.5 k Pa,在PAC投量為4 g/L的系統(tǒng),在0-140天增加了6.7 k Pa,在140-22天共82天增加了3.7 k Pa,PAC投加量增加,膜污染減輕;比較PAC-MBR系統(tǒng)中PAC投量和污染物濃度的比率,PAC投量多(4 g/L),污染物物濃度低(濾后水)的系統(tǒng)膜污染最輕,PAC投加量少(1 g/L),污染物濃度低(濾后水)和PAC投加量較少(2 g/L),污染物濃度高(原水)的系統(tǒng)膜污染均比較嚴(yán)重。而且,本文采用高通量測(cè)序?qū)τ诮佑|氧化砂濾柱在溶解氧分別為9 mg/L和6 mg/L條件下的錳砂和PAC-MBR系統(tǒng)中PAC投量為4 g/L和2 g/L的膜表面以活性炭為主的沉積物進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)4個(gè)樣品中均出現(xiàn)了已知的鐵錳細(xì)菌和硝化細(xì)菌,其中在砂濾柱中Hyphomicrobium(生絲微菌屬)、Flavobacterium(黃桿菌屬)和Planctomyces(浮霉?fàn)罹鷮?、Nitrosomonas(亞硝化單胞菌屬)為優(yōu)勢(shì)菌種,在PAC-MBR系統(tǒng)中Pseudomonas(假單胞菌屬)、Nitrospira(硝化螺菌屬)和Leptothrix(纖發(fā)菌屬)為優(yōu)勢(shì)菌種。

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