磁性离子交换树脂(MIEX~)去除原水中有机物的试验

太湖和阳澄湖是长三角地区两个较大的饮用水源地。文中选取COD_(Mn)和UV_(254)两个评价指标,考察磁性离子交换树脂(MIEX~)+聚合氯化铝(PAC)混凝的组合处理方法与单独PAC混凝在不同的通水倍率、PAC投加量条件下对太湖和阳澄湖水源水中有机物的去除效果。结果表明:与单独PAC混凝处理相比,经MIEX~+PAC混凝组合处理后,出水水质明显提高,混凝剂投加量降低75%;太湖原水COD_(Mn)去除率提高了21%,达到35%～40%,产水COD_(Mn)小于2.53 mg/L;阳澄湖原水COD_(Mn)去除率提高了14%,达到25%～30%,产水COD_(Mn)小于2.92 mg/L。MIEX~+PAC混凝组合处理方法提高了COD_(Mn)、UV_(254)的去除效率,提升了饮用水原水水质,在保障饮用水水质安全的同时,大幅降低了饮用水处理过程中混凝剂的使用量,节约了饮用水处理的成本,在水处理行业具有十分广阔的前景。     

鹊山水库突发低温高浊原水的处理工艺试验

通过中试试验,以PAM预沉+电絮凝反应/聚浮分离预处理作为UF膜前预处理,采用内压式UF膜应急处理突发低温、高浊度鹊山水库原水。试验结果表明,选用PAM预沉+电絮凝反应/聚浮分离作为UF膜前预处理可大幅度降低突发低温、高浊度原水的浊度、色度、COD_(Mn)和氨氮。UF膜运行过程中,跨膜压差、出水浊度的变化与UF膜前预处理后出水浊度波动幅度一致,但UF出水浊度、pH始终稳定。运行过程中,随着UF膜对进水的高浊度和大颗粒去除,与常规UF膜的COD_(Mn)去除率相比,该运行条件下的UF膜的COD_(Mn)去除率较高。随着运行时间的延长,UF膜跨膜压差增大,UF膜的COD_(Mn)去除率缓慢下降。运行过程中,UF的平均出水浊度、COD_(Mn)(以O_2计,mg/L)、pH和NH_3-N(以N计,mg/L)分别为0.20±0.07 NTU、1.98±0.20 mg/L、8.07±0.01和0.09±0.07 mg/L。结果显示,经由PAM预沉+电絮凝反应/聚浮分离预处理后的突发低温、高浊度鹊山水库原水可选用内压式UF膜应急处理,且COD_(Mn)去除率、出水浊度和pH稳定。     

不同预处理与超滤膜组合工艺对水质生物稳定性的影响

探讨4种不同预处理工艺与超滤膜技术组合工艺(工艺1:原水+预臭氧+超滤;工艺2:原水+预臭氧+混凝沉淀+超滤;工艺3:原水+预臭氧+混凝沉淀+砂滤+超滤;工艺4:原水+预臭氧+混凝沉淀+砂滤+后臭氧+活性炭+超滤)对微生物的去除贡献。试验表明:四种组合工艺对浊度的去除率均达到99.5%以上,出水浊度低于0.1 NTU;工艺4出水的DOC、COD_(Mn)和UV_(254)含量分别为2.747、1.73 mg/L和0.013 cm~(-1),对DOC、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率最大分别为32.77%、58.81%和77.97%;工艺4出水的AOC含量为88.59μg乙酸碳/L,出水BDOC含量为0.189 mg/L,对BDOC去除率最大。综合评价4种工艺出水水质化学指标和生物稳定性指标,选择工艺4(原水+预臭氧+混凝沉淀+砂滤+后臭氧+活性炭+超滤)组合工艺,效果最好,研究成果可为保障给水厂出厂水和管网水质生物稳定性提供理论参考。     

污水处理厂尾水强化混凝沉淀处理工艺

采用投加助凝剂(PAM)、臭氧、粉末活性炭三种强化混凝沉淀工艺处理污水处理厂尾水,通过监测分析尾水处理前后的水质变化,研究助凝剂、臭氧、粉末活性炭对混凝沉淀工艺的强化效果。研究结果表明,混凝剂和助凝剂投加量比值为100:1时,COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果明显提高,其中COD_(Cr)去除率比不投加助凝剂时提高将近15%。臭氧预氧化可以明显提高色度、氨氮、UV_(254)等指标的混凝去除效果,当投加5 mg/L的臭氧时,色度、UV_(254)的去除率比不投加臭氧时分别提升26.21%、17.89%。粉末活性炭不宜与混凝剂同时投加,混凝前30～60 min投加适量粉末活性炭(10～20 mg/L),可强化COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果。     

3种臭氧双层滤料滤池对水中有机物及氨氮去除效果研究

针对平原水库夏季有机物及氨氮含量高的问题进行了研究。采用滤前曝臭氧的方式,改变上层滤料的类型,对比3种滤池对水中有机物及氨氮的去除效果。结果表明,在臭氧处理前水的pH为6.84~7.32,COD_(Mn)为6.1~7.3mg/L、UV254为0.162~0.194 cm~(-1)、NH_3-N的质量浓度为1.5~2.0 mg/L的条件下,臭氧-煤砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为60.5%、87.3%和73.2%,臭氧-活性无烟煤-砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为81.3%、93.4%和88.3%,臭氧-炭砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为84.5%、95.2%和92.2%。3种滤池对浊度的去除率达到93%以上。相比传统煤砂滤池,采用臭氧与活性滤料联用能够提高滤池的生化性能,对季节性高有机物、高氨氮含量原水有较好的处理效果。     

浸没式超滤膜组合工艺处理饮用水的中试研究

通过中试实验研究了混凝沉淀-超滤、混凝沉淀-砂滤-超滤和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤三种工艺处理饮用水的净水效果及对膜污染影响情况。结果表明,3种工艺的浊度和颗粒数去除率均能达到99%以上且不受原水水质影响,都能去除水中大多数的微生物和浮游动物,说明超滤膜组合工艺能有效的保证出水的生物安全性。超滤膜本身对水中溶解性有机物和氨氮的去除效果较差,相对于混凝沉淀-超滤工艺,选用混凝沉淀-砂滤-超滤工艺和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤工艺对COD_(Mn)、UV_(254)及氨氮的去除率分别提高了21.2%、18.2%、28.6%和40.8%、63.7%、59.2%,且这两种工艺的过滤阻力也远小于混凝沉淀-超滤工艺的过滤阻力。     

混凝-沉淀-砂滤-超滤工艺处理集雨窖水的试验

为了解决西北干旱缺水地区窖水饮用的安全问题,文中提出用"混凝-沉淀-砂滤-超滤"工艺处理西北黄土塬地区的窖水,并进行了试验研究。结果表明:该工艺对窖水的浊度、COD_(Mn)、氨氮和总磷有很好的去除作用,出水水质浊度为0.10～0.25 NTU、COD_(Mn)为4.26～4.97 mg/L,氨氮为0.50～0.62 mg/L及总磷为0.132～0.15 mg/L,去除率分别为99%、68%、90.1%～90.6%、35%～39%。"混凝-沉淀-砂滤-超滤"工艺对窖水的浊度、COD_(Mn)、总磷有一的去除效果,出水水质达到GB5749—2006中农村小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限值的规定,后续研究应进一步通过优化工艺设计,增加适宜的消毒技术,来提高氨氮的去除率以保证出水的细菌学安全性。     

水处理各工艺单元对有机物及消毒副产物前体物的去除效果

通过搭建具有新型工艺"臭氧预处理+常规工艺+臭氧生物活性炭处理(臭氧-BAC)"的中试装置,考察了其对北太湖原水中有机物和消毒副产物前体物的去除效果。结果表明:整套工艺能够有效降低各类有机物浓度,对COD_(Mn)、DOC、UV_(254)和三卤甲烷生成潜能(THMFP)的去除率分别达到63.8%、42.1%、72.3%以及33.4%,其中COD_(Mn)的出水浓度为1.39 mg/L,出水中THMFP的浓度为316.1μg/L;对有机物和三卤甲烷(THMs)前体物去除效果最显著的是混凝沉淀阶段,其中对UV_(254)的去除效果最明显,去除率达到59.1%,UV_(254)能够间接表征水体中的THMFP含量;水中的余氯能够持续与有机物反应生成消毒副产物,因此三卤甲烷初始值(THM_0)与水中余氯含量的变化具有较大的相关性;臭氧-BAC阶段THMFP浓度升高了13.0%。     

2种超滤膜在膜-粉末炭生物反应器中处理沉后水的对比研究

采用浸没式膜-粉末炭生物反应器(MABR)工艺处理模拟沉后水,考察该工艺对浊度、氮类、有机物、颗粒物的去除效果,并对比聚氯乙烯(PVC)和聚偏氟乙烯(PVDC)中空纤维膜在此工艺中的净水效果和膜污染情况。结果表面,该工艺对浊度、氮类和有机物有较好的去除效果,可以将出水浊度控制在0.2 NTU以下;挂膜成功后,PVC膜对NH_4~+-N的去除率稳定在95%以上;COD_(Mn)、DOC、UV_(254)的平均去除率分别为38.8%、34.8%、47.0%。对比分析,发现2种超滤膜的过滤性能表现基本相当,但是PVDF超滤膜的污染情况比PVC更严重。     

超滤与强化混凝及其联用技术处理微污染窖水

为了经济、高效的提高西北农村地区微污染窖水的水质,实验采用PAC/NPAM/木质粉末活性炭与超滤联用处理微污染窖水,考察了对浊度、氨氮、UV_(254)以及COD_(Mn)的去除效果以及对膜通量的变化研究,并且将其与单独超滤、3种强化混凝(PAC、PAC/NPAM、PAC/NPAM/木质粉末活性炭)进行对比,其结果表明:联用技术的去除效果较单独超滤与PAC/NPAM/木质粉末活性炭的去除效率都高,其中联用技术对氨氮、COD_(Mn)、UV_(254)的去除率分别为50.07%,63.05%和84.7%,而单独超滤的去除率为15.36%,23.50%,16.17%,PAC/NAPM/木质粉末活性炭联合投加的去除率为42.09%,50.47%,64.25%;同时,联用技术下的膜通量衰减速率比单独超滤的缓慢,其中混凝沉淀/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了36.24%,而在线混凝/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了42.23%,适用于农村微污染窖水的净化。     

适宜松花江源水特性及生物增强的活性炭优选

为选择出一种适宜松花江水源水生物强化的活性炭,利用3种活性炭(XYK、YM和GAC15)构建了生物增强活性炭(BEAC)和普通生物活性炭(BAC)工艺体系。以经过常规处理后的松花江水为进水,研究了活性炭类型对BEAC和BAC工艺去除有机污染物效能的影响、停留时间和臭氧含量对工艺的影响以及活性炭类型对功能菌生物量及生物活性的影响。结果表明,富含中孔的新型炭(XYK)净水效能最优,更适宜生物强化,启动期间B-XYK对COD_(Mn)和UV_(254)的最大去除率分别为86.65%、93.00%。停留时间25 min、臭氧投加量2.5 mg/L时出水COD_(Mn)达最低,但其对去除UV_(254)的影响较小。     

响应曲面法优化高铁酸钾预氧化强化混凝效果

以高铁酸钾和聚合氯化铝为预氧化剂和混凝剂,采用响应曲面法考察高铁酸钾投加量和水体pH的交互作用对浊度和UV_(254)去除率的影响规律,并通过建立二次响应模型优化工艺参数。结果表明,两者的交互作用对混凝效果有较大的影响,高铁酸钾的预氧化作用有助于强化PAC混凝沉淀工艺对浊度和UV_(254)的去除效果,当水体在偏酸性或中性条件下,PAC和高铁酸钾联用强化混凝效果较优;对浊度和UV_(254)去除的二次多项式模型解逆矩阵得到优化的混凝参数为:高铁酸钾投加量为2.13 mg/L和水体pH为6.52,在优化条件下模型预测的浊度和UV_(254)去除率分别可达到91.9%和63.0%,实验验证得到92.5%和63.8%的浊度及UV_(254)去除率,与预测结果接近。证明利用响应曲面法能比较准确的预测混凝效果,可指导实际混凝过程、优化混凝参数。     

响应曲面法优化电絮凝去除微污染水中UV_(254)的研究

为提高铝基电絮凝净化微污染水的效果,实验采用响应曲面法(RSM)优化反应条件。采用单因素法筛选影响电絮凝去除UV_(254)的主效因子,并借助响应曲面法建立了以UV_(254)的去除率为响应值的二次回归模型,确定了电絮凝优化反应条件,即电流密度为1.59 m A/cm~2、原水p H为7.5、运行时间为45 min,此时UV_(254)的去除率达到最大值89.94%。通过验证实验得到的实际值和模型计算值相吻合,说明该回归模型准确可靠。     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

新型混合流气浮池与传统平流/逆流气浮池处理效能对比

针对引黄水库水低温低浊,高有机物的特点,自主研发了混合流气浮工艺用于处理引黄水库水。由于混合流气浮工艺具有逆流混合和平流黏附的特点,相较于平流和逆流粘附效率要更高。基于混合流气浮工艺的特点,分别对比了平流/逆流、混合流气浮工艺的净水效能。结果表明,混合流气浮在浊度和有机物去除方面明显优于平流气浮和逆流气浮。混合流对浊度、COD、UV_(254)、DOC平均去除率分别为96.4%、36.9%、45.4%、31.7%。在浊度、COD、UV_(254)、DOC平均去除率方面混合流分别比平流高出比平流气浮的分别高出5.3%、3.9%、3.5%、0.9%,比逆流气浮分别高出8.8%、5.3%、7.2%、2.3%。所以在气浮净水效能方面,混合流平流逆流。     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

南水北调水源与黄河水源的混合原水混凝工艺试验

针对郑州市南水北调水源切换前后的水质状况,通过试验分析了南水北调水与黄河水混合后的水质,并将二者在不同配比下进行中试试验,为多水源条件下水厂的工艺选择和运行提供参考。试验得出:当黄河水与南水北调水配比为1:2时,整体水质较好。此时,聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量为15 mg/L,活化硅酸为3 mg/L,此时浊度去除率为96.16%,UV_(254)去除率为25%,氨氮去除率为100%,COD_(Mn)去除率为31.2%;当配比为1:1和2:1时,去除率与1:2的情况有差异。     

悬浮澄清超滤组合工艺净水效果及膜污染指数

采用一体化悬浮澄清超滤组合工艺,研究组合工艺对以高岭土模拟浊度和腐植酸模拟天然有机物的不同配水水质处理效果,并用比通量和膜污染指数评价膜污染情况。结果表明:组合工艺处理效果稳定,出水浊度稳定小于0.1 NTU,对浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别能达到99%、62%和40%以上。通过膜污染指数看出,水质条件对膜污染影响显著。当进水腐植酸含量不变时,高岭土浊度越大,比通量衰减越缓慢,膜污染指数越小。从正交试验和相关性分析结果可知浊度是影响膜污染的显著因素,高岭土浊度与膜污染指数之间呈强负相关,表明高岭土浊度的存在,有利于降低腐植酸对膜污染影响,提高膜的耐污染性能。     

臭氧-生物活性炭-砂滤组合工艺运行效果分析

介绍某水厂采用"臭氧-生物活性炭-砂滤"深度处理组合工艺处理引黄水库水,考察了不同进水浑浊度对组合工艺长期运行效果的影响,同时对组合工艺各单元的有机物种类及分子量分布的变化进行了分析。长期运行结果表明:(1)组合工艺对不同水质条件下的有机物指标有较高的去除效果,较高的温度有利于水中有机污染物的去除。(2)臭氧的主要作用在于将大分子量的有机物氧化为小分子量有机物,故臭氧生物活性炭工艺对COD_(Mn)2、UV_(254)和DOC有良好的去除作用。整个工艺对氨氮的去除率在40%~50%,对亚硝酸盐氮的去除率在80%~90%。(3)臭氧活性炭工艺对可生物降解有机物有较好的去除效果,砂滤工艺主要去除D0CDA。(4)上向流BAC柱活性炭颗粒间空隙率较大,降低了对浊度的机械截留,其后置的砂滤池可起到稳定出水浊度,保证出水微生物安全性的作用。     

响应面法优化混凝处理高浊度黄河水

夏季西北地区暴雨过后附近高浊度山洪水流入黄河,导致黄河水受到轻微污染呈现微污染水质特性。为了进一步提高水中有机物、氨氮、浊度、UV_(254)的去除率,采用响应面软件中的Box-Behnken中心组合设计方法,考察了混凝剂投加量、搅拌时间、pH等各因素交互作用对混凝沉淀法去除水中浊度、高锰酸盐指数、氨氮、UV_(254)污染物的影响。研究建立了相关的二次多项式数学模型,以浊度、高锰酸盐指数、氨氮及UV_(254)去除率作为响应值,确定出最佳的混凝沉降反应参数。