城镇污水处理厂次氯酸钠消毒影响因素及优化研究

以典型城镇污水处理厂滤池出水为研究对象,对次氯酸钠消毒主要影响因素进行了分析,并从有效氯投加量和消毒效果表征指标两方面对工艺优化分别开展了研究。结果表明,有效氯投加量、接触时间、混合条件和粪大肠菌群数对消毒效果影响显著,氨氮浓度对消毒效果影响较小;静置下温度对消毒效果影响显著,搅拌下温度对消毒效果的影响可以忽略;当搅拌接触时间≥10min时,有效氯投加量为0.75 mg/L即可确保滤池出水消毒后的粪大肠菌群数稳定达到一级A标准;典型深度处理工艺沿程粪大肠菌群数明显降低,与二沉池出水相比,滤池出水粪大肠菌群数平均降低85%;对于一级A及以上标准的城镇污水处理厂,接触时间≥10 min时滤池出水消毒的有效氯投加量为1 mg/L,接触时间<10 min时滤池出水消毒的有效氯投加量可增至1.25 mg/L;优化的有效氯投加量（1～1.25 mg/L）明显低于调研的全国高排放标准城镇污水处理厂的平均有效氯投加量（3.69 mg/L）;当有效氯投加量为1 mg/L时,滤池出水接触30 min的余氯（0.02～0.16 mg/L）明显低于调研的全国高排放标准城镇污水处理厂的平均余氯（1.12 ...     

城镇污水处理厂次氯酸钠消毒效果的影响因素研究

次氯酸钠消毒是目前我国城镇污水处理厂应用最广泛的一种消毒方式,但行业内对次氯酸钠的运行参数如投加量等及其消毒效果尚未达成共识。为此,以执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准的某城镇污水处理厂二沉池出水为研究对象,开展了以次氯酸钠为消毒药剂的加氯消毒试验。结果表明,二沉池出水的粪大肠菌群对数去除率与消毒工艺中的有效氯投加量、接触时间以及水温均呈正相关,消毒后出水的氧化还原电位(ORP)可间接表征消毒效果,CT值(接触时间T×接触时间结束时消毒剂残留浓度C)可指导消毒药剂的投加量。在保持接触时间为12 min的前提下,当有效氯投加量为3. 67 mg/L时,粪大肠菌群对数去除率可达到2. 5-lg以上,确保消毒后出水的粪大肠菌群数达到一级A排放标准,此时,ORP为578m V,总氯CT值为7. 6 mg·min/L,游离氯CT值为3. 3 mg·min/L。     

MBR出水氯胺消毒对三卤甲烷的控制效果

对MBR出水采用氯胺消毒,通过控制三卤甲烷(THMs)生成量的各影响因子,以使消毒效果达到最佳.试验结果表明:THMs生成量随着氯氨比值的降低而减少,氯氨比为(5:1)、(4:1)、(3:1)、(2:1)时的THMs生成量较氛消毒的分别降低了63.9%、72.5%、74.3%、75.2%.氯与氯化按先后投加比同时投加具有更好的控制THMs生成量的效果,先氯后氯化按、先氯化按后氛的THMs生成量比同时投加的分别减少了约8.8%和34.4%.氯胺投量与THMs生成量具有较好的线性关系(R2=0.9478).THMs的生成量随着反应时间的延长而增多,但在接触10h后趋于稳定.pH值升高不利于THMs的生成,在pH值≧8后THMs的生成量趋于稳定.THMs的生成量随着温度的升高而增多,但变化幅度不大.     

超滤膜减少消毒剂量和消毒副产物的研究

为减少水处理过程中消毒剂量和控制三卤甲烷(trihalomethane,THMs)和三氯乙醛(chloral hydrate,CH)的生成量,使用超滤膜过滤某水厂砂滤池出水、炭滤池出水后进行Na Cl O消毒实验,分别测定氯消毒后搅拌5 min和2 h水样中的余氯消耗量、THMs和CH生成量。结果表明:搅拌5 min,砂滤池、炭滤池和超滤膜出水的平均余氯消耗量分别为0.15,0.16和0 mg/L。搅拌2 h,砂滤池、炭滤池和超滤膜出水的平均余氯消耗量分别为0.35,0.60和0.09 mg/L。砂滤池和炭滤池的THMs生成量为0.70~12.94μg/L,平均生成量为6.20μg/L;CH生成量为0.38~3.40μg/L,平均生成量为1.34μg/L。经过超滤膜过滤的出水THMs和CH生成量分别为(0.84~12.75)和(0~2.0)μg/L范围内,平均生成量分别为4.78和0.85μg/L。砂滤出水和炭滤出水经过超滤膜过滤,可减少消毒投加量,控制THMs和CH生成量。     

污水过氧乙酸/紫外消毒中试研究

首次采用过氧乙酸/紫外(PAA/UV)组合工艺对我国城镇污水处理厂出水进行消毒中试研究，考察了不同PAA和UV投加剂量组合的消毒效率，及其对出水水质、消毒副产物生成的影响。结果表明，与单独PAA及UV消毒相比，PAA/UV组合工艺对总大肠菌群的消毒效率更高。当PAA投加量为4 mg/L、接触时间为5 min,UV剂量为20 J/cm²、接触时间为30 s时，PAA/UV工艺对总大肠菌群的对数灭活率可达到4.58-lg，而单一PAA和UV消毒时分别仅为1.53-lg和2.15-lg；在上述工况下，PAA/UV联合消毒对出水NH₃-N、COD和TOC浓度的影响较小，且大肠埃希氏菌未检出，满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2020)要求。此外，与传统NaClO消毒工艺相比，PAA/UV工艺不会产生三卤甲烷(THMs)及卤乙酸(HAAs)等消毒副产物。     

H2O2预氧化对混凝／气浮去除THMFP的影响研究

消毒副产物三卤甲烷类物质(THMs)是一种致癌物质,在加氯前去除三卤甲烷前体物(THMFP)是控制THMs生成的有效方法.在常规的混凝/气浮工艺前增加过氧化氢预氧化,不但降低了混凝剂的投量(最佳投量由170 mg/L降至140 mg/L),而且提高了处理效果,大大降低了后续加氯消毒工艺生成的THMs量,提高了饮用水的安全性.     

高锰酸钾强化氯胺消毒技术研究

以细菌及总大肠菌群作为检测指标,采用人工配水考察了氯胺、高锰酸钾单独消毒和二者联用灭活水中指示微生物的效果以及联用消毒时的三卤甲烷生成规律。结果表明,高锰酸钾与氯胺联用对指示微生物的灭活效果好于这两种消毒剂单独使用时的效果,且两者在降低细菌总数及总大肠菌群方面存在协同作用;在通常的高锰酸钾投量范围内( <2mg/L),高锰酸钾与氯胺联用可以进一步降低三卤甲烷的生成量,使处理出水的化学安全性和微生物安全性均得到了提高。     

NaClO和PAA对医院污水MBR污泥消毒的研究

使用次氯酸钠和过氧乙酸(PAA)对处理医院污水的MBR污泥进行消毒试验。以细菌总数、总大肠菌群数和粪大肠菌群数作为消毒指标,研究发现两种消毒剂均有效,前者效果略优于后者。当污泥浓度(MLSS)为6 000 mg/L、接触时间为1 h、消毒剂投量200 mg/L时,随消毒剂投量的增大,对细菌总数和总大肠菌群数的对数去除率的增幅变小,对粪大肠菌群数的对数去除率的增幅则比前二者大,可见细菌、总大肠菌群抵抗两种消毒剂的能力均高于粪大肠菌群。次氯酸钠和过氧乙酸投量较大时消毒作用均主要发生在前10 min,之后过氧乙酸的消毒作用仍然增加,而次氯酸钠的消毒作用基本保持不变;次氯酸钠的消毒作用明显比过氧乙酸快,但消耗量大。     

二氧化氯、氯胺顺序投加联合消毒工艺的研究

以天津市某自来水厂的滤后水为研究对象,采用二氧化氯、氯胺顺序投加联合消毒工艺对其进行消毒处理。运用化学分析和生物学试验的方法,考察了经不同投量的组合消毒后消毒剂残余量的变化,以及联合工艺的消毒效果和持续消毒能力。试验结果表明,经不同投量组合的二氧化氯、氯胺顺序投加联合消毒后,出水中的细菌总数及总大肠菌群均达到《生活饮用水卫生标准》的要求。氯胺投量对总余氯和二氧化氯残余量的影响显著,而二氧化氯的投加量对其残余量的影响不大。二氧化氯、氯胺顺序投加联合消毒工艺在低投量组合下就能达到良好的消毒效果,且持续消毒能力强。     

地表水净化工艺原水与滤后水消毒副产物的研究

通过原水与滤后水的静态试验来研究液氯消毒副产物三卤甲烷(THMs)形成的影响因素。研究结果表明:除了氨氮浓度对THMs的形成具有抑制作用外,有机物浓度、投氯量、溴化物浓度、氯化反应时间、温度、p H值都会促进THMs的形成;UV254更适于作为THMs前体有机物的替代参数;Cl2/TOC值1时,THMs生成量很少;Cl2/TOC值=1~4时,氯的衰减量与THMs呈线性关系;当Cl2/TOC值4时,THMs增加不很明显;随着溴离子浓度的增加,THMs中氯仿的生成量逐渐减少,另外3种溴代卤化烃的生成量增加,尤其是溴仿的生成量大幅度提高。试验结果可以有效地指导净化工艺,有针对性地提出相应措施以控制、减少三卤甲烷的产生,确保安全供水。     

常规水处理工艺预氧化去除剑水蚤试验研究

对比了次氯酸钠、氯胺和二氧化氯对剑水蚤的杀灭效果,并确定了最佳投加比例、投加顺序和投加量。结果表明:有效氯浓度为3. 0 mg/L,接触时间为1. 5 h时,在先氯后氨、氯氨比4∶1、投加间隔时间30 s的试验条件下投加氯胺,以及单独投加二氧化氯可完全去除剑水蚤,灭活效果优于单独投加次氯酸钠、其他氯氨比和先氨后氯的投加方式。     

O_3-BEAC-UV/Cl工艺去除低温水中氨氮的研究

为解决低温水中氨氮难去除的问题,将新菌种——哈尔滨不动细菌HITLi 7~T(占总菌量的80%)和专利菌种、菌剂构建低温除氨氮的优势菌群,形成生物增强活性炭工艺(BEAC),并前置臭氧(O_3)氧化,后置紫外/氯耦合(UV/Cl),构成O_3-BEAC-UV/Cl新工艺,并在4种工况下运行,确定该工艺的最佳运行条件,分析其对消毒副产物的控制情况。结果表明,投加O_3可以提高水中可生物降解有机物(BDOC)的量,提高BEAC工艺对氨氮的去除率。当臭氧投加量为1~2mg/L,氯氮比为3~4,紫外光强为15 m W/cm~2时,O_3-BEAC-UV/Cl工艺可在0~1℃条件下将原水中1~2 mg/L的氨氮去除至0.2~0.3 mg/L,且消毒副产物生成量极低,满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。     

预臭氧——常规工艺处理含铁原水的中试研究

以模拟铁超标的水源水作为研究对象,在水厂常规工艺的基础上增加预臭氧工艺,考察了该组合工艺对含铁原水的处理效果。结果表明,常规工艺对铁的去除效果有限;臭氧—沉淀工艺可以有效去除原水中总铁,原水中总铁含量为7.5~8.0 mg/L时,臭氧投加量提高至5 mg/L即可保证出水铁含量达标,但对浊度去除效果差。结合经济性原则,当原水总铁含量为5~8 mg/L时,最佳工艺参数如下:O_3投加量为4 mg/L,PAC投加量为20 mg/L;当原水中总铁含量为8~10mg/L时,最佳工艺参数如下:O_3投加量为5 mg/L,PAC投加量为20 mg/L。     

ClO_2和Cl_2对城市污水再生水消毒效果的比较

采用Cl02和C12对西安市的城市污水再生水进行消毒,中试结果表明:当Cl02投加量>7.67mg/L时,经30min接触消毒后,出水中未检出总大肠菌群,以氯代有机物为代表的消毒副产物(DBPs)较进水没有明显增加,出水的COD和浊度分别平均降低了13.2%和17.9%,色度平均减少了5倍当Cl2投加量>6mg/L时,经30min接触消毒后,出水中未检出总大肠菌群,出水中的二氯甲烷和三氯甲烷浓度是进水中的2-3倍,三卤甲烷含量则达到进水的4-6倍,同时生成少量的二氯一溴甲烷,出水的COD和浊度分别平均降低了17.8%和8.75%,色度减少了5-10倍.     

藻类对摇蚊幼虫生成消毒副产物的影响规律

以摇蚊幼虫和铜绿微囊藻胞内有机物(IOM)为研究对象,考察在不同铜绿微囊藻和摇蚊幼虫浓度、氯胺投加量、反应时间、p H值和温度等条件下消毒副产物的生成规律。结果表明,当铜绿微囊藻或摇蚊幼虫单独存在时消毒副产物生成量都很少,最大值不超过1.3μg/L;当二者共存时,氯胺消毒副产物生成量均有明显增加,但变化趋势却有所不同。随着TOC浓度的不断增大,具有稳定结构的消毒副产物,如三氯甲烷(TCM)和三氯乙酸(TCAA)的生成量逐渐增加,水合氯醛(CH)和二氯丙酮(DCP)生成量则是先增加再降低。随着氯胺投量的增加,TCM、二氯乙腈(DCAN)、CH、DCP、二氯乙酸(DCAA)和TCAA生成量都逐渐增加。CH和DCP生成量随反应时间的延长先增加后减少,在48 h时生成量最多。p H值的增大有利于增加TCM和TCAA的生成量。DCAN生成量随着温度的升高而减少,CH和DCP生成量在20℃时出现最大值,分别为1.43和1.22μg/L。     

硅藻土强化A~2/O工艺处理生活污水的试验研究

采用硅藻土强化A2/O工艺处理生活污水,分别研究了硅藻土单独处理污水的最佳投量范围、A2/O工艺的最佳运行条件和硅藻土强化A2/O工艺的最佳投量。结果表明,硅藻土单独处理污水的最佳投量范围为20~30 mg/L;A2/O工艺最佳的水力停留时间(HRT)为8 h,好氧池DO为2~3 mg/L,混合液回流比为250%;硅藻土强化A2/O工艺的硅藻土最适投加量为25 mg/L。硅藻土强化A2/O工艺对COD、NH+4-N和TP的去除率分别稳定在90%、81%、92%,出水水质基本达到国家一级A排放标准。     

溴离子对三卤甲烷生成及致癌风险的影响

以富里酸(FA)为底物,研究了饮用水氯化消毒过程中Br~-和pH值对三卤甲烷(THMs)生成量及致癌风险的影响,并进一步分析了不同分子质量FA的THMs生成情况及致癌风险。在氯化消毒过程中,THMs总生成量及溴代THMs比例[n(Br)_(THMs)]会随着水体中Br-浓度的增加而增大; THMs致癌风险则在Br~-浓度为10 mg/L时达到最大值。THMs生成量随着pH值增大而增加,n(Br)_(THMs)和致癌风险随pH值的增大呈先升高后降低的趋势。分子质量 100 ku的FA具有最大的THMs产率和致癌风险,其他分子质量范围的FA的THMs产率和致癌风险差别不大。     

投量比对氯胺/ClO2联合消毒灭活氨氧化菌的影响

管网中发生硝化作用会带来一系列水质问题,而氨氧化菌(AOB)是硝化作用的主要菌群。研究了二氧化氯(ClO2)与氯胺(NH2Cl)对AOB的灭活效果,分析了投量比对两者联用灭活AOB效果、消毒剂衰减及亚氯酸盐(ClO-2)生成的影响,并考察了两者联用灭活滤池工艺出水中AOB的效果,以寻求一种安全高效的控制管道硝化作用的消毒方法。结果表明:ClO2及NH2Cl对AOB均具有一定灭活效果,但达到相同灭活率所需的ClO2量更少,30 min灭活AOB达5.380-lg时,1.5 mg/L氯胺与0.3 mg/L二氧化氯等效。投量比对联用灭活AOB的效果及ClO-2的生成量有影响,当NH2Cl∶ClO2=3∶1时,对AOB的灭活效果最佳,且ClO-2的生成量最低;相比单独消毒,NH2Cl和ClO2联合消毒能够提高对砂滤出水中AOB的灭活效果,降低ClO-2生成量,并减缓消毒剂的衰减;当两者的投量分别为0.45、0.15 mg/L时即可满足水质标准的要求。     

采用氯、高锰酸钾联合预氧化的杀藻除嗅效果研究

针对M水库的中营养状态,本试验研究了氯和高锰酸钾联合预氧化杀藻除嗅效果,确定了相应的操作参数。试验结果表明,投加预氧化剂后(单独高锰酸钾或单独氯氧化)可以明显降低沉后的藻类计数;采用联合预氧化也可以适当降低预氯化产生的氯味;为了进一步加强对嗅味的去除,需再投加20mg/L粉末活性炭;同时联合预氧化的三卤甲烷生成量比单独氯氧化的三卤甲烷生成量有所降低;为了控制氯氧化副产物,可以投加PAC10.0mg/L时,这时三卤甲烷可以去除76%以上。     

O_3/H_2O_2高级氧化技术抑制溴酸盐生成中试

采用O_3/H_2O_2—生物活性炭(BAC)组合工艺进行中试,分析该组合工艺控制溴酸盐生成的能力,同时考察组合工艺去除目标污染物硝基苯、UV_(254)、COD_(Mn)的情况。实验结果表明,O_3/H_2O_2—BAC组合工艺控制和去除溴酸盐的效果明显优于常规O_3—BAC联用工艺。在相同臭氧投加量条件下,投加少量的H_2O_2即可明显控制及去除溴酸盐。在去除目标污染物硝基苯方面,与仅投加O_3相比,加投H_2O_2能够明显提高硝基苯去除率,当臭氧投加量为2.0 mg/L、H_2O_2投加量为0.2 mg/L时,O_3/H_2O_2单元对硝基苯的去除率仍然略高于单独投加2.5 mg/L臭氧的,降低了给水厂的运行成本。