氣浮-炭砂過(guò)濾工藝運(yùn)行特性試驗(yàn)研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、為保障南水北調(diào)引水山東段摻混水源的供水安全問(wèn)題,本課題開(kāi)展“氣浮-炭砂濾池”為核心凈化工藝的研究?jī)?nèi)容。該課題是國(guó)家“南水北調(diào)山東受水區(qū)飲用水安全保障技術(shù)研究與綜合示范”科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目中的第六個(gè)子課題“受水區(qū)現(xiàn)有工藝運(yùn)行優(yōu)化評(píng)估與適應(yīng)性研究”。
  南水北調(diào)引水山東段摻混水源具有摻混后水庫(kù)水源常年濁度變化較多,有富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的傾向,因?yàn)槭且?,沿途跨越地域較廣,在山東段摻混后水源具有夏季高藻、高有機(jī)物、冬季低溫低濁的水質(zhì)特性。常

2、規(guī)工藝往往不具有處理多變水源的能力,本研究以南水北調(diào)引水山東段摻混水源為研究對(duì)象,針對(duì)其典型特征自主開(kāi)發(fā)了氣浮-炭砂濾池為核心的凈化工藝,處理規(guī)模為0.5m3/h。
  研究?jī)?nèi)容主要包括三個(gè)方面:(1)氣浮-炭砂濾池工藝性能評(píng)價(jià)及除污效果研究;(2)工藝不同運(yùn)行方式的水質(zhì)條件切換;(3)組合工藝協(xié)同脫氮除有機(jī)物效果及機(jī)理研究。
  工藝參數(shù)優(yōu)選試驗(yàn)表明,通過(guò)濁度、CODMn、UV254和DOC作為出水指標(biāo)控制。工藝優(yōu)選絮凝劑

3、為聚合氯化鋁鐵(PFAC),并優(yōu)選出適合設(shè)備以氣浮-炭砂濾池方式運(yùn)行的PFAC最佳投加量為5mg/L(以Al3+計(jì));適合的一級(jí)絮凝G值為63 s-1,適合的二級(jí)絮凝G值為22 s-1;氣浮單元溶汽水的適宜回流比為12%;過(guò)濾單元的進(jìn)水表面負(fù)荷控制在8m3/(m2.h)以下。
  工藝以氣浮-炭砂濾池方式運(yùn)行的除污效果試驗(yàn)表明,在低溫低濁時(shí)期本工藝最終出水濁度低于0.1NTU,對(duì)濁度的總?cè)コ矢哌_(dá)99%,整個(gè)工藝出水的顆??倲?shù)低于

4、500粒/ml,能較好的保證出水水質(zhì)。在夏季高藻時(shí)期本工藝出水CODMn、UV254、 DOC的含量分別為1.9 mg/L、0.023 cm-1、2.85 mg/L,出水水質(zhì)滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的要求。
  在夏季高藻條件下工藝以氣浮-炭砂濾池方式運(yùn)行,對(duì)藻含量和葉綠素a的總平均去除率分別為98.99%、88.18%,工藝運(yùn)行時(shí)間穩(wěn)定,氣浮工藝能夠較好的延長(zhǎng)高藻時(shí)期過(guò)濾的的周期。水體中的致嗅物質(zhì)主要由MIB導(dǎo)致產(chǎn)生,氣浮單元后

5、的MIB降低較多,氣浮出水含量為10.80 ng/L,去除率為46.95%,過(guò)濾單元出水MIB的平均含量為0.9845ng/L,出水最終平均去除率為95.14%,去除效果良好。原水THFMP的主要組成是CHCl3及CHCl2Br,占THMFP總量的70%左右。由于原水中THMFP的含量相對(duì)較低,整個(gè)工藝對(duì)其去除效果相對(duì)不明顯,但是出水水質(zhì)中THFMP的含量是低于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中的限值的。進(jìn)水THMEP總

6、量為88.8μg/L,最終出水THMEP總量為67.1μg/L,總?cè)コ蕿?4.43%。
  工藝直接過(guò)濾方式運(yùn)行可行性研究表明,在低溫低濁時(shí)期,整個(gè)工藝省略中間氣浮單元,炭砂濾柱以直接過(guò)濾方式運(yùn)行的出水濁度平均值低于0.3NTU,并且平均出水濁度為0.15NTU。出水CODMn、 UV254、 DOC分別為1.84mg/L、0.03 cm-1、4.31 mg/L,證實(shí)了直接過(guò)濾方式的可行性。直接過(guò)濾方式運(yùn)行的方式下對(duì)投藥量和炭型

7、的進(jìn)行了優(yōu)化,最終優(yōu)選適合直接過(guò)濾方式的PAFC投藥量為1mg/L,優(yōu)選的炭型為有效粒徑范圍在1.6~2.3mm的顆?;钚蕴俊?br>  工藝水質(zhì)切換試驗(yàn)表明,通過(guò)出水水質(zhì)和藥耗、能耗等指標(biāo)為參考依據(jù),試驗(yàn)結(jié)果建議工藝在濁度5NTU以下以直接過(guò)濾方式運(yùn)行,濁度高于5NTU,為保障出水水質(zhì),建議工藝以氣浮-過(guò)濾方式運(yùn)行。
  工藝兩種運(yùn)行方式下對(duì)高氨氮高有機(jī)物水源水的凈水效果表明,以出水有機(jī)物和氨氮指標(biāo)為控制因素,以氣浮-過(guò)濾方式運(yùn)

8、行去除氨氮和有機(jī)物比直接過(guò)濾方式效果要好很多,根據(jù)兩種方式對(duì)NH3-N、CODMn、和UV254的去除率分析可知,氣浮-過(guò)濾方式比直接過(guò)濾方式分別提高了33.2%、43.3%和32.9%。
  氣浮單元中溶解氧對(duì)炭砂濾柱的除氨氮有機(jī)物的影響試驗(yàn)表明,氣浮-過(guò)濾工藝適合處理有機(jī)物和氨氮濃度相對(duì)較高的微污染水源,氣浮單元溶解氧可以促進(jìn)炭砂濾池生物作用,對(duì)于處理進(jìn)水氨氮和有機(jī)物濃度相對(duì)較高的條件下,氣浮單元和過(guò)濾單元能夠充分發(fā)揮協(xié)同凈水

9、能力。
  工藝對(duì)沿程出水對(duì)DO、NH3-N、NO2-N、NO3-N、CODMn、 UV254和生物量指標(biāo)分析結(jié)果表明,氣浮單元對(duì)于氨氮去除率較高,針對(duì)氣浮去除氨氮的三個(gè)過(guò)程分析,氣浮去除氨氮主要依靠的是微氣泡吹脫,浮渣對(duì)于氨氮的去除貢獻(xiàn)其次,氧化還原所起作用較小在過(guò)濾單元對(duì)于氨氮指標(biāo)的去除,主要認(rèn)為生物作用大于吸附作用,并且整個(gè)過(guò)濾工程基本沒(méi)有反硝化作用。對(duì)于有機(jī)物指標(biāo)CODMn、UV254的去除,過(guò)濾單元對(duì)于CODMn、UV2

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