摘要：许多水厂已经或正在准备采用生物接触氧化预处理(BCO)技术来提高水质，由于对生化处理缺乏深入了解及受传统预加氯处理的限制，现在已经运行的生化处理工艺并不能有效地去除有机污染物。在对预加氯与否所测得试验数据进行 分析 的基础上，提出了全流程生物氧化(EPBO)的处理工艺。
关键词：生物接触氧化 预加氯 全流程生物氧化 微污染原水
Study on the Use of Entire Process Biological Oxidation for Micropolluted Raw Water Treatment
tract： In lot of water treatment plants,biological contact oxidation process has been o r is to be adopted for water pretreatment,so as to improve water quality.Due to lack of full knowledge of biochemical treatment and the limitation in traditiona l prechlorination conception,the operated biochemical process fails to efficient ly remove the organic pollutants.Analysis was made for the experimental data mea sured under the conditions whether chlorination was adopted.Based on the analysi s,the entire process biological oxidation (EPBO) has been proposed.
Keywords:biological contact oxidation; pre-chlorination;entire process biological oxid ation; micropolluted raw water
目前 ，对微污染原水的处理主要是在常规处理工艺的基础上增设工艺(BCO)、臭氧氧化和生物活性炭滤池等，但采用BCO技术的水厂为防止藻类在后续处理构筑物内大量繁殖，往往在生物预处理出水中预加氯，从而使后续沉淀、过滤工艺的生物作用难以发挥。
为验证在含BCO工艺的后续净水系统中混凝沉淀池与滤池所具的生化作用，笔者于1999 年9月25日—1999年11月1日进行了在混凝沉淀前预加氯的试验，并将所测得参数与参比的C、Z两水厂的水质参数进行了比较。
试验中所投加的漂粉精量为2～4mg/L(漂粉精含有效氯约为60%)，沉淀池出水余氯保持在0.6～1.0mg/L。
1 预加氯对氨氮去除效果的 影响
1999年5月5日—1999年6月10日(平均水温为21.4℃)和1999年9月25日—1999年11月1日(平均水温为22.6℃)预加氯去除氨氮的效果见表1。
从表1可知，对于各工艺单元而言，在未投加漂粉精以前，除砂滤池受进水氨氮浓度影响较大外，其余各单元均相对较稳定。
出现这一现象的原因是，原水经BCO工艺处理后，出水中细菌、硝酸细菌或氨化细菌的含量增多，这些细菌在后续净水单元的载体上附着后继续发挥生物降解作用，此时的砂滤池已是 一种具有较强生物活性的生物—砂滤池。预加氯后，由于氯对水中的细菌及微生物有较强的杀灭作用，因而沉淀出水中细菌及微生物的含量较低。若进入砂滤池的水中也含有较高的余氯，同样会对滤料表面的细菌及微生物起着杀灭作用，因而预加氯后砂滤池的生物活性一般较差。
常规工艺对氨氮的去除主要是氯和氨氮进行化学反应的结果，集中在混凝、沉淀两工艺中，同时还可能包括一些杂质胶体及吸附了氨氮的杂质颗粒的去除作用。无预加氯的常规工艺中，除了上述沉淀作用外，氨氮的去除是靠沉淀池中斜管管壁生长的和滤池滤 料表面附着的氨化细菌等的生物硝化作用。
在设备进行检修时观察到斜管管壁表面生长着一层褐色的生物膜，取管壁表面的生物膜与池中填料表面的生物膜进行镜检比较发现这层生物膜疏松且较厚(厚度约为0.3～0.45mm，是YDT填料上部生物膜厚的2～3倍)，其表面的生物群落以苔藓虫、钟虫、轮虫群落为主，其中在苔藓虫的表面还附着有其他小型动物，管壁外部有黑褐色污物。同期对C、Z两水厂内的斜管取样镜检，发现在上部管壁有一些绿色藻类和苔藓虫群落，下部以一层较薄的淤泥为主，整个管壁显得较为干净。这些现象有力地解释了一般常规混凝沉淀作用对氨氮几乎无去除效果、但无预加氯的混凝沉淀池出水氨氮却可以有效降低的事实，究其原因是生化池出水中大量的氨化细菌和硝化细菌的存在及斜管壁上生长的生物膜硝化作用所致。
分别对EPBO试验系统各工艺单元、C与Z水厂砂滤池中石英砂表面的氨化细菌进行了测定，其中C、Z两水厂水源与EPBO试验系统相同，但C水厂未设生物预处理工艺，而Z水厂则设有生物预处理工艺，这两座水厂均采用混凝前预加氯的方式。所测得的氨化细菌数等见表2。
表2试验砂滤池中的氨化细菌数是C水厂砂滤池中的26.7倍，是Z水厂的1.6倍，这一数字与预加氯试验砂滤池对氨氮的去除率有40%(注：1/0.6≈1.67)以上的差值有较好的吻合。
石英砂滤料较粗糙的表面为微生物的生存提供了良好的附着条件［1］。[HJ]取这种活性滤料进行显微镜观察时可以看到砂粒呈褐色或黑褐色，而C、Z两水厂的砂粒在运行多年之后仍不变色，这与两座水厂在混凝前投加大量的氯有关。
关键词：生物接触氧化 预加氯 全流程生物氧化 微污染原水
Study on the Use of Entire Process Biological Oxidation for Micropolluted Raw Water Treatment
tract： In lot of water treatment plants,biological contact oxidation process has been o r is to be adopted for water pretreatment,so as to improve water quality.Due to lack of full knowledge of biochemical treatment and the limitation in traditiona l prechlorination conception,the operated biochemical process fails to efficient ly remove the organic pollutants.Analysis was made for the experimental data mea sured under the conditions whether chlorination was adopted.Based on the analysi s,the entire process biological oxidation (EPBO) has been proposed.
Keywords:biological contact oxidation; pre-chlorination;entire process biological oxid ation; micropolluted raw water
目前 ，对微污染原水的处理主要是在常规处理工艺的基础上增设工艺(BCO)、臭氧氧化和生物活性炭滤池等，但采用BCO技术的水厂为防止藻类在后续处理构筑物内大量繁殖，往往在生物预处理出水中预加氯，从而使后续沉淀、过滤工艺的生物作用难以发挥。
为验证在含BCO工艺的后续净水系统中混凝沉淀池与滤池所具的生化作用，笔者于1999 年9月25日—1999年11月1日进行了在混凝沉淀前预加氯的试验，并将所测得参数与参比的C、Z两水厂的水质参数进行了比较。
试验中所投加的漂粉精量为2～4mg/L(漂粉精含有效氯约为60%)，沉淀池出水余氯保持在0.6～1.0mg/L。
1 预加氯对氨氮去除效果的 影响
1999年5月5日—1999年6月10日(平均水温为21.4℃)和1999年9月25日—1999年11月1日(平均水温为22.6℃)预加氯去除氨氮的效果见表1。
从表1可知，对于各工艺单元而言，在未投加漂粉精以前，除砂滤池受进水氨氮浓度影响较大外，其余各单元均相对较稳定。
| 处理单元 | 未加漂粉精 | 预加漂粉精 | ||
| 氨氮浓度(mg/L) | 去除率(%) | 氨氮浓度(mg/L) | 去除率(%) | |
| 原水 | 0.85～5.30 | 1.10～5.70 | ||
| 生化池 | 0.21～1.24 | 75～76 | 0.22～1.72 | 69～80 |
| 沉淀池 | 0.13～0.82 | 33～38 | 0.16～1.38 | 19～27 |
| 砂滤池 | 0.02～0.36 | 56～84 | 0.10～1.14 | 17～44 |
| 注：表中数据是以原水氨氮浓度的变化范围为基准，将其所对应的该日的生化池、沉淀池、砂滤池的出水氮氨浓度相应列入表中，而去除率则是相对于该工艺单元进水的去除率的 计算 值，沉淀池为斜管沉淀池，其水流上升流速为2.14mm/s，HRT为0.94h。 | ||||
出现这一现象的原因是，原水经BCO工艺处理后，出水中细菌、硝酸细菌或氨化细菌的含量增多，这些细菌在后续净水单元的载体上附着后继续发挥生物降解作用，此时的砂滤池已是 一种具有较强生物活性的生物—砂滤池。预加氯后，由于氯对水中的细菌及微生物有较强的杀灭作用，因而沉淀出水中细菌及微生物的含量较低。若进入砂滤池的水中也含有较高的余氯，同样会对滤料表面的细菌及微生物起着杀灭作用，因而预加氯后砂滤池的生物活性一般较差。
常规工艺对氨氮的去除主要是氯和氨氮进行化学反应的结果，集中在混凝、沉淀两工艺中，同时还可能包括一些杂质胶体及吸附了氨氮的杂质颗粒的去除作用。无预加氯的常规工艺中，除了上述沉淀作用外，氨氮的去除是靠沉淀池中斜管管壁生长的和滤池滤 料表面附着的氨化细菌等的生物硝化作用。
在设备进行检修时观察到斜管管壁表面生长着一层褐色的生物膜，取管壁表面的生物膜与池中填料表面的生物膜进行镜检比较发现这层生物膜疏松且较厚(厚度约为0.3～0.45mm，是YDT填料上部生物膜厚的2～3倍)，其表面的生物群落以苔藓虫、钟虫、轮虫群落为主，其中在苔藓虫的表面还附着有其他小型动物，管壁外部有黑褐色污物。同期对C、Z两水厂内的斜管取样镜检，发现在上部管壁有一些绿色藻类和苔藓虫群落，下部以一层较薄的淤泥为主，整个管壁显得较为干净。这些现象有力地解释了一般常规混凝沉淀作用对氨氮几乎无去除效果、但无预加氯的混凝沉淀池出水氨氮却可以有效降低的事实，究其原因是生化池出水中大量的氨化细菌和硝化细菌的存在及斜管壁上生长的生物膜硝化作用所致。
分别对EPBO试验系统各工艺单元、C与Z水厂砂滤池中石英砂表面的氨化细菌进行了测定，其中C、Z两水厂水源与EPBO试验系统相同，但C水厂未设生物预处理工艺，而Z水厂则设有生物预处理工艺，这两座水厂均采用混凝前预加氯的方式。所测得的氨化细菌数等见表2。
| 采样点 | 池 | 试验砂滤池 | 臭氧生物活性炭池 | 生物活性炭池 | C水厂砂滤池 | Z水厂砂滤池 |
| 氨化细菌数(个/g) | 3.00×106 | 4.00×105 | 2.50×104 | 9. 50×104 | 1.50×104 | 2.50×105 |
| 异养细菌数(个/g) | 1.80×108 | 2.50×106 | 2.00×105 | 7.50×105 | 4.50×104 | 2.50×106 |
注： 所测数据为每克填料或石英砂的湿重细菌数目。 | ||||||
表2试验砂滤池中的氨化细菌数是C水厂砂滤池中的26.7倍，是Z水厂的1.6倍，这一数字与预加氯试验砂滤池对氨氮的去除率有40%(注：1/0.6≈1.67)以上的差值有较好的吻合。
石英砂滤料较粗糙的表面为微生物的生存提供了良好的附着条件［1］。[HJ]取这种活性滤料进行显微镜观察时可以看到砂粒呈褐色或黑褐色，而C、Z两水厂的砂粒在运行多年之后仍不变色，这与两座水厂在混凝前投加大量的氯有关。
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