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含鐵錳氨地下水在我國東北地區廣泛分布, 含鐵錳氨地下水生物凈化工藝能夠實現鐵錳氨的凈化去除, 在此工藝中鐵的氧化耗氧量為0.143 mg·L-1, 錳的氧化耗氧量為0.29 mg·L-1, 而氨氮的氧化耗氧量高達4.57 mg·L-1, 并且隨著近年來地下水中氨氮濃度的不斷升高, 勢必會大幅增加水中DO(溶解氧)的消耗, 導致原水中原本緊張的DO更加不足, 使供需矛盾加劇.有研究發現氨氮經過全程自養脫氮(completely autotrophic ammonium removal over nitrite, CANON)過程氧化耗氧量僅為1.94 mg·L-1, 由此可知, 當進水中的氨氮通過CANON過程去除時, 會降低水中溶解氧的消耗, 從而提升出水中的溶解氧, 提高生物濾柱的抗沖擊負荷.因此CANON工藝引起了研究者的廣泛關注.梁雨雯等實現了常溫條件下鐵錳氨復合污染地下水耦合自養脫氮過程, 李冬等成功啟動并運行了低溫生物除鐵錳硝化耦合CANON工藝.

在生物除鐵錳硝化耦合CANON工藝中, 提高CANON過程去除的氨氮能夠降低水中DO的消耗, 提高生物濾柱的抗沖擊負荷.有研究表明在氨氮僅通過硝化作用去除的生物濾柱中提升濾柱運行濾速不僅會導致濾料表面的水流剪切力增大, 降低硝化細菌對DO等基質的網捕效率, 并且會縮短濾柱的EBCT(空床接觸時間), 導致硝化反應時間減少進而使硝化作用對氨氮的去除率降低.故由上述可知, 濾速增加會影響氨氮僅通過硝化作用去除的生物濾柱中氨氮的去除, 而為明晰在生物除鐵錳硝化耦合CANON工藝中濾速對氨氮去除的影響, 本實驗在出水合格的情況下梯次調節濾柱的運行濾速, 探究不同進水濃度時濾速對硝化作用及CANON過程的影響.鑒于此, 筆者在東北某地水廠運行了生物除鐵錳硝化耦合CANON工藝, 探究濾速對低溫含鐵錳氨地下水中氨去除的影響, 并以此分析水質對低溫含鐵錳氨地下水中氨去除的影響.

采用中試裝置在凈化車間開展低溫生物除鐵錳硝化耦合CANON工藝實驗研究.裝置采用已停止運行1個月的成熟生物濾柱.如圖 1所示, 由有機玻璃制成, 高為3 000 mm, 內徑為200 mm.濾柱采用裝填總高度為1 600 mm的雙層濾料, 上層400 mm為級配為1.0~1.2 mm的無煙煤成熟濾料, 下層1 200 mm為級配為0.6~1.2 mm的錳砂濾料, 承托層采用級配為1.2~20.0 mm的鵝卵石, 厚度為400 mm.以水廠兩級生物凈化工藝中的一級濾池濾后水與(FeSO4)、硫酸錳(MnSO4)及硫酸銨[(NH4)2SO4]配置成的混合液作為實驗進水.主要水質指標如下：水溫6~8℃, Fe(Ⅱ) 2.91~6.35 mg·L-1, Mn(Ⅱ) 0.47~0.98 mg·L-1, NH4 -N 1.15~2.26 mg·L-1, NO2--N痕量, NO3--N 0.07~0.34 mg·L-1, 高錳酸鹽指數痕量, pH為6~7, DO為8.3~10.0 mg·L-1.

膜生物反應技術概述

　　在環境工程污水的處理中，使用比較廣發的技術主要有物理法、化學法與生物法，本文分析的膜生物的反應技術是屬生物法的一種，它是一種借助膜技術與生物降解有效結合而產生的新型技術，它對水凈化的效率比較高，且出水的水質也比較高，因此得到了環境工程在污水處理中的普遍應用。此技術具備生物降解中對有機物強大的分離功能，同時還能夠和超濾技術一樣實現小分子雜質的進濾，此技術主要包括曝氣、分離和萃取等3 種類型的反應器，另外，此技術能夠按照水質的含氧量進行不同有機的生物膜投放，則其還包括有好氧型與厭氧型的反應器，如果按照反應器的結構模式進行劃分，還可以分成多單元和一體化膜生物的反應器類型。