O_3—BAC工艺深度处理煤气化废水试验研究

采用O_3—BAC(臭氧—生物活性炭)工艺深度处理Lurgi煤气化废水二级生化出水,在臭氧接触塔水力停留时间为30min,臭氧投加量为9 mg/L,BAC柱反冲洗周期为10 d条件下,COD_(Cr)色度、氨氮和油类物质去除率分别为72.4%、79.7%、38.2%和92.5%。试验结果表明,虽然反冲洗时会对COD_(Cr)及氨氮的去除产生一定影响,但对色度和油类物质的去除影响不大,O_3—BAC工艺不但能够去除煤气化废水中残留的有机物,还能破坏显色有机物的生色基团,处理效果显著。     

粉末活性炭悬浮吸附技术的工艺研究

本课题研究了粉末活性炭悬浮床(PACF)吸附技术的工艺方法和技术关键。试验结果表明: (1)PACF作为受污染水源预处理工艺,能有效去除水中溶解性有机物,在没有矾花包裹作用下,一个过滤周期中,COD_(Mn)、UV的平均去除率可达32.9％和44.9％。 (2)PACF作为絮凝-澄清、吸附于一体的工艺,可同时去除浊度和有机物。一个过滤周期中,COD_(Mn)、UV、浊度的平均去除率分别为38.9％、50.8％、94.1％。 (3)PAC的包嵌不会改变吸附柱的运行特性,对水头损失及出水浊度影响甚微。 (4)PACF具有操作灵活的特点,可根据水质污染情况随时更换炭种,失效炭易从吸附柱中冲洗下来。     

新型超滤系统的除污染效能及膜污染控制中试研究

构建了一种新型的超滤系统,利用运行膜组产水作为反冲洗膜组供水,取消了反冲洗水泵及反冲洗水箱,简化了超滤反冲洗系统;研究了NaCl反冲洗和NaClO反冲洗等强化水力反冲洗措施的膜污染控制效果。研究结果表明,不同膜通量条件下新型超滤中试系统具有极佳的除浊效能,对COD_(Mn)、DOC和UV_(254)等有机物均有一定的去除效果。提高膜通量可使跨膜压差增长速率增加,膜比通量下降速率加快,不可逆膜污染程度更加严重。腐殖酸类物质造成的是可逆膜污染,可通过常规水力反冲洗进行有效控制;蛋白质类有机物是造成不可逆膜污染的主要原因,采用NaCl反冲洗或NaClO反冲洗均可不同程度减轻蛋白质类有机物造成的不可逆膜污染,NaClO反冲洗可更有效地洗脱大分子溶解性蛋白质类物质。与常规反冲洗相比,NaCl反冲洗和NaClO反冲洗可以更有效地洗脱相对分子质量小于1 000和大于100 000的DOC。     

饮用水深度处理工艺活性炭运行生命周期探讨

通过试验和对生产性活性炭池运行情况的调查分析,对臭氧-活性炭饮用水深度处理工艺中活性炭去除有机物的规律、活性炭使用寿命(生命周期)的影响因素及评判指标进行了探讨,并对机理进行了分析.活性炭吸附期和使用寿命与进水水质、臭氧投加量、炭池滤速及出水要求等因素有关,臭氧氧化主要是通过提高进水可降解有机碳与总有机碳的比值,起到延长生物活性炭运行寿命的作用,活性炭的吸附参数不能作为活性炭生命周期的唯一判定指标,出水水质限值是控制活性炭生命周期时间点的最重要参数.     

自来水厂滤池反冲洗废水直接回用的可行性研究

通过混凝搅拌试验研究自来水厂砂滤池反冲洗废水直接回用对水厂水质的影响,考察了南方地区自来水厂滤池反冲洗废水直接回用的可行性。研究结果表明,在回流比不超过15%的条件下,经过混凝沉淀后,出水浊度均能保持在2NTU以下,出水的pH、氨氮及亚硝酸盐氮与不回流时相当;有机物去除效果略有提高,不会增加三卤甲烷的生成风险;反冲洗废水回流后水中金属铝、铁及锰都能得到有效去除。滤池反冲洗废水直接回用在自来水厂中切实可行,且能同时满足水厂节能降耗、保护环境的需要。     

炭砂滤池去除有机物特性的研究

通过现场中试,研究活性炭—石英砂双层滤池(简称炭砂滤池)作为快滤池使用时对水中有机物的去除特性。结果表明:炭砂滤池代替普通砂滤池可有效去除水中的有机物,尤其对中低分子质量有机物去除效果较好。炭砂滤池依靠滤料截留、活性炭吸附和生物降解作用去除CODMn。试验期间炭砂滤池对CODMn去除稳定,平均去除率达50%。炭砂滤池主要依靠活性炭吸附去除UV254,稳定情况下对UV254的去除率在40%～50%。炭砂滤池对于有机物有较强的抗冲击负荷能力,滤速、反冲洗以及水力波动对其去除CODMn和UV254影响不大。     

河网水溶解性有机物和氨氮在净水过程中的去除

对以微污染河网水为原水的净水厂各处理单元去除溶解性有机碳(DOC)和氨氮的效果进行分析。采用三维荧光分光光度计,并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析溶解性有机物(DOM)中荧光类有机物的变化情况。氨氮的去除主要集中在预处理曝气生物池,去除率达到63.2%。混凝沉淀、过滤和臭氧-活性炭对DOC均有去除效能,其中常规处理工艺对DOC有较大贡献,去除率达57.2%。但生物预处理和常规处理均不能有效去除荧光类有机物。臭氧—活性炭能有效去除类色氨酸、类酪氨酸和类腐殖质等荧光类有机物,其荧光峰值的削减幅度分别可达82.1%、63.3%和61.6%。结果表明,生物预处理、常规净水工艺和臭氧—活性炭深度处理组合工艺才能保证供水的安全。     

氧化铁改性石英砂用于游泳池砂缸滤料过滤试验研究

对新型砂缸滤料氧化铁改性石英砂滤料(Iron Oxide Coated Sand,IOCS)进行过滤和反冲洗试验,研究其对游泳池水主要污染物的去除效果及截污性能,并与传统砂缸滤料(选原始石英砂,Raw QuartzSand,RQS)的性能进行对比研究,探寻IOCS对污染物的过滤去除效果及其再生能力。试验结果表明:IOCS滤料较RQS滤料过滤去除游泳池水中污染物的效果更佳,过滤周期更长,截污除浊能力更强。采用气水反冲洗与NaOH助脱剂组合试验的反冲洗方法,可以有效再生过滤有机物后的IOCS滤料。     

两种碳材料吸附净化北运河河水

本文通过对两种活性炭吸附净化北运河河水的试验研究,对比分析了ACF和GAC对污染物的去除效果。由实验结果得出ACF对污染物的去除率高。并在ACF投加量0～20mg/mL条件下,结合EEM光谱技术探讨其对河水中溶解性有机物组分特征变化的影响。试验结果表明:河水天然有机物中溶解性有机物主要以芳香族蛋白质、溶解性微生物类代谢产物和类腐殖酸为主;吸附时间30min时,各类有机物去除效果最为显著。研究结果可为活性炭滤池工艺提供参考。     

南水北调受水区某水厂炭砂滤池运行特性及生物安全性研究

南水北调受水区某水厂采用活性炭和石英砂叠加结构的滤池,该炭砂滤池与传统生物活性炭池具有一定的差异性,对其运行特性及生物安全性做了解析。研究发现,高温高藻期采用臭氧和炭砂滤池组合工艺可减少滤池出水的致病菌和蓝藻,同时对有机物的去除也略有提高;滤池对氯化消毒副产物有一定的去除作用,但在夏季存在不稳定性,与活性炭中有机物的释放及炭料表面鞘氨醇单胞菌等菌属的季节性差异相关联;高温期滤池有军团菌和曲霉菌等致病菌泄露的风险,而冬季低温期生物安全性较高。因此,夏季对炭砂滤池的运行工况应进一步优化,冬季可适当延长反洗周期,以利于降解有机物的功能菌附着在炭料上。     

北方地区自来水厂滤池反冲洗废水混凝搅拌试验研究

利用混凝搅拌试验，探讨了北方地区自来水厂直接回用滤池反冲洗废水的切实可行性。研究发现：经过混凝沉淀，回流比不超过15%时出水浊度均维持在2NTU以内，出水的亚硝酸盐氮、氨氮、pH值与不回流的原水相当，并不会引起超标风险；混凝沉淀可在一定程度上提高有机物去除效果，有效去除水中的金属锰、铁、铝等，且生成三卤甲烷的风险也不会增加。滤池反冲洗废水直接回用能够满足环境保护和水厂节能降耗的需求，在自来水厂中具有较好的适用性与可行性。     

饮用水深度净化工艺现场对比试验

考察了实际生产规模的臭氧粒状活性炭工艺以及小型超滤、纳滤、反渗透膜法两种典型饮用水深度净化工艺的处理效果。试验结果发现臭氧活性炭工艺具有优良、稳定的去除有机污染物功能,而孔径较小的活性炭纤维除污染效果并不好,臭氧氧化出水、超滤出水再用压缩活性炭进行吸附处理对有机物的去除效率要比直接处理原水高。超滤膜除有机物效率不高,而反渗透和纳滤膜在较好地去除水中有机物的同时,也去除了水中绝大部分无机物,出水有机物和无机物浓度都比较低。     

臭氧-生物活性炭控制有机物和消毒副产物研究

南方某水厂采用的臭氧-生物活性炭给水深度处理工艺稳定运行了6年,为了解工艺长期运行过程中在活性炭性能指标下降后,是否还能有效地去除有机物和消毒副产物,开展了试验研究。重点考察臭氧-生物活性炭对水中有机物和氯化消毒副产物的去除效果,通过与常规处理出水水质的对比,探讨其去除有机物和消毒副产物的优势。结果表明,臭氧-生物活性炭是一个长期有效的去除有机物和氯化消毒副产物的控制手段。该工艺对CODMn、TOC、UV254的去除率分别为43.2%、24.0%、58.8%;对THMsFP去除率为40.1%;对三氯甲烷和三氯乙醛的去除率分别达到54.5%和70.7%。在臭氧-生物活性炭组合处理工艺中,活性炭池是去除有机物和消毒副产物的关键工艺。     

臭氧-上向流生物活性炭-砂滤工艺长期运行效果研究

分析了臭氧-上向流生物活性炭-后置砂滤组合工艺对有机物的去除效果,考察了不同进水浊度对组合工艺运行效果的影响,分析了臭氧氧化池溴酸盐生成量。结果表明,组合工艺可以承受3.0~7.5NTU浊度变化的冲击;长期运行结果显示,组合工艺对有机物指标有较好的去除效果,较高的温度有利于水中有机污染物的去除;臭氧进水浊度小于4 NTU时,组合工艺出水中CODMn、UV254和TOC的含量分别为1.25mg/L、0.017cm~(-1)、1.539mg/L,组合工艺出水溴酸盐长期均低于5μg/L,符合国家水质标准的要求。     

GAC/H_2O_2对二级出水溶解性有机物的降解研究

颗粒活性炭(GAC)常用作吸附剂,其催化作用未受到重视。为此研究了GAC催化H2O2氧化(GAC/H2O2)体系对生活污水处理厂二级出水中溶解性有机物的降解效果。结果表明,GAC/H2O2对二级出水COD和UV254去除率明显高于GAC和H2O2单独作用。不同性质的GAC其吸附与催化能力不同;随H2O2投加量增加去除率先增加后降低;降解率随GAC投加量增加而增加;pH在2~10均能实现有机物的降解。对比反应前后溶解性有机物的分子量及亲疏水性分布,发现二级出水中溶解性有机物的成分可能是影响反应效果的一个因素。GAC/H2O2体系常温常压下自发进行,无污泥产生,值得进一步深入研究。     

高臭味、高溴离子引黄水库水臭氧——生物活性炭处理技术研究与示范

针对黄河下游地区引黄水库水源高有机物、高臭味、高溴离子的水质问题,选择臭氧—生物活性炭深度处理技术作为解决臭味和有机微污染问题的主要对策,对臭氧接触池与生物活性炭池的优化设计和运行、高溴离子原水在臭氧化过程中溴酸盐的产生机理与控制技术等方面开展了深入的研究和试验,形成了臭氧—微膨胀上向流生物活性炭—砂滤集成技术。该技术以微膨胀上向流生物活性炭池代替传统的下向流活性炭池,对有机物的去除率提高了5%～10%,同时减少了水头损失,可减少一级水力提升,降低反冲洗频率;砂滤置于活性炭池之后,有效控制了微生物泄漏问题;提出了以CFD模拟及臭氧利用效率为设计依据的臭氧接触池设计技术;确定了氨氮和投加过氧化氢控制溴酸盐的重要技术参数。研究形成的关键技术成果应用于20万m3/d的鹊华水厂深度处理示范工程,出水水质全面达标,臭味问题得到解决,为类似水源地区新建水厂及老水厂升级改造提供了重要的技术支持。     

反冲洗效果对滤池综合过滤性能的影响研究

以广东某净水厂滤池为研究对象,利用超声波液位计推求滤池滤速和反冲洗强度,同时对衡量反冲洗效果的滤料含泥量、滤层截污量和反冲洗排水浊度等指标进行测定,并考察各滤池在不同工作滤速和反冲洗强度以及效果下过滤性能的差异。结果表明:(1)利用超声波液位计记录数据可以实现对滤池滤速和反冲洗强度的推算,相比较只关注初始水位和最终水位的计算方法,该方法在原理上更加准确。(2)通过观察滤池反冲洗期间水位变化情况,发现反冲洗过程中存在未出现单独气冲的情形,建议重新评估其反冲洗进程,以确保滤池按照设计流程完成反冲洗。(3)反冲洗强度会对滤池含泥量和有机物去除效果产生影响,过高的反冲洗强度会导致滤池含泥量过低,减弱滤池生物降解作用、降低有机物去除效果。(4)在滤速和反冲洗强度接近设计值之后,各滤池0.5m/h左右的滤速差异和4L/(m~2·s)左右的反冲洗强度差异不会对滤后水浊度产生明显影响。(5)各滤池在当前工作滤速和反冲洗强度下对铁、锰、铝、硅等指标在去除效果上没有显著性差异。     

超滤膜-活性炭用于优质饮用水生产工艺试验研究

就活性炭吸附和超滤膜分离联用技术生产优质饮用水进行试验。试验结果表明 ,工艺流程自动化程度高 ,运行稳定 ,出水水质满足饮用净水上海地方标准 (DB31/ 197- 1997)。东丽公司开发的PAN超滤膜工艺系统不仅能有效地去除细菌、浊度 ,对有机物也有一定的去除效果。     

剩余臭氧影响活性炭净水效能原因分析

通过中试分析了长期运行条件下臭氧—活性炭工艺中溶解性臭氧对活性炭净水效能产生影响的原因。试验条件下活性炭对UV254的去除能力随剩余臭氧浓度的增加而下降。根据试验推测臭氧对活性炭的影响主要体现在3个方面:首先,在臭氧投加量较高时,NOM中亲水性有机物比例增加,此类物质在活性炭上的吸附性较差;其次,臭氧氧化降低了活性炭的吸附能力,同时臭氧可能与活性炭反应生成新的氧化产物;最后,臭氧可抑制活性炭上微生物的生长繁殖。因此建议在臭氧—活性炭工艺运行时严格控制进入活性炭吸附池的剩余臭氧浓度。     

粉末活性炭回流高密度沉淀池生物强化作用研究

研究了投加粉末活性炭并回流泥炭后高密度沉淀池对有机物的去除效果。结果表明:粉末活性炭回流后有机物的去除效果显著提高:CODMn平均去除率为43.66%,比未投加粉末活性炭工况的32%提高了近12个百分点,沉淀池出水平均CODMn为3.46mg/L,比未投加粉末活性炭时的4.13mg/L降低了约0.7mg/L;对比投炭前后沉淀池中底泥的微生物好氧速率,发现其微生物量的提高与有机物去除效果的变化一致,投加粉未活性炭提高了污泥中微生物量从而提高了有机物的去除率;通过GC-MS对半挥发性有机物的检测发现,投加粉末活性炭后的吸附作用对有机物的浓度有很好的去除效果但对有机物种类去除效果有限,而投炭后吸附以及随着投炭产生的微生物强化作用对有机物种类和浓度都有很好的去除效果。