排泥水生物活化预处理微污染水的研究

将沉淀池排泥水生物活化成活化泥渣,回流参与强化混凝,利用活化泥渣的生物吸附、降解作用,提高对微污染水中有机物的去除效果。进行了活化泥渣回流预处理的强化混凝试验和正交试验。结果表明,在一定范围内,对COD_(Mn)、氨氮、UV_(254)的去除率随着活化泥渣投量的增加而增加;与常规工艺相比,当活化泥渣投量为170 mg/L时,对氨氮、COD_(Mn)的去除率提高了10%左右,对臭和味的去除率提高了50%;当活化泥渣与活性炭联用参与强化混凝,投量分别为170和5mg/L时,对氨氮、COD_(Mn)的去除率提高了15%左右;通过正交试验确定了各因素对活化泥渣与活性炭联用时处理效果的影响,排序为活化泥渣投量聚氯化铝投量PAM投量活性炭投量,各因素的最佳值分别为170、12.5、0.06和5 mg/L,最佳条件下对COD_(Mn)、氨氮、UV_(254)、藻类总数、臭和味的去除率分别为43.14%、11.04%、21.21%、45.93%和75%,出水效果较好。     

几种超滤膜组合工艺处理东江原水中试研究

以东江原水为处理对象,通过中试考察了超滤膜处理工艺与混凝沉淀、砂滤、臭氧-生物活性炭组合而成的7种工艺,对东江原水浊度、COD_(Mn)、TOC、UV_(254)和消毒副产物前体物的去除效果。结果表明,混凝沉淀+生物活性炭+超滤组合工艺可提高该流域净水厂的供水水质,保证出水浊度在0.1 NTU以下,TOC小于1 mg/L。试验期间,该工艺对原水COD_(Mn)、TOC、UV_(254)和消毒副产物前体物去除率分别为72.2%,48.2%,71.4%和66.4%,比传统工艺普遍高出约15%。     

碳泥回流对于超滤组合工艺的影响

南郊水厂二期采用"气动絮凝—短程沉淀(碳泥回流)—超滤—二氧化氯消毒"短流程超滤组合工艺,该组合工艺用超滤膜池取代滤池,将沉淀池长度缩短2/3,减少了水厂建设成本,同时通过回流高浓度含炭污泥节省了活性炭投加量,降低了水厂的运行成本。二期短流程组合工艺通过碳泥回流提高了整体的净水效能,可以稳定高效地去除浊度、微生物和藻类,对COD_(Mn)、氨氮、UV_(254)的平均去除率分别为39.48%,51.23%和48.6%,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。但是在水量较大时,短程沉淀池的沉淀效果不理想,超滤膜池进水浊度较大,导致超滤膜跨膜压差上升较快,物理清洗以及维护性清洗频繁。因此,有必要进一步提高短流程沉淀池的沉淀效果,控制超滤膜的进水浊度。     

不同深度处理工艺净化太湖高藻原水的中试研究

采用常规处理/臭氧/生物活性炭、超滤/臭氧/生物活性炭与超滤/纳滤3种不同工艺处理太湖高藻原水,通过中试比较3种工艺对水体中污染物的去除效能,并从三维荧光光谱和有机物分子质量两方面研究了不同工艺对有机物的去除机理。结果表明,超滤/臭氧/生物活性炭组合工艺对浊度、UV_(254)、藻密度和叶绿素a的去除效果最好,平均去除率分别为99.96%、96.40%、99.39%和98.75%;超滤/纳滤组合工艺对COD_(Mn)的平均去除率最高,为92.73%;常规处理/臭氧/生物活性炭组合工艺对氨氮的平均去除率最高,为84.21%。在线混凝可有效控制膜污染,保证系统的长期稳定运行;3种工艺在污染物去除方面各有优势,但膜组合工艺的处理效果更稳定。     

炭泥生物再生系统循环吸附降解有机物研究

炭泥生物再生系统包括生物再生池、吸附池、混凝池和沉淀池。将沉淀池中吸附高浓度有机物的活性炭、泥渣回流到生物再生池中进行生物降解与炭泥生物活化,活化后的炭泥再次参与原水的吸附处理和强化混凝处理。考察了温度、有机物等因素对系统处理效果的影响,探究了炭泥系统循环吸附降解技术(CSCAB)的特性。结果表明,该系统吸附池对原水中COD、UV_(254)、氨氮与藻类总数的平均去除率分别为21.27%、15.69%、15.23%、17.10%;炭泥强化混凝对原水中COD、UV_(254)、氨氮、藻类总数及浊度的平均去除率分别为32.72%、28.36%、43.40%、23.04%、56.11%;生物再生池对沉淀池排泥水中COD、UV_(254)、氨氮的平均去除率分别为53.09%、33.74%、28.66%,对绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻的平均去除率分别为32.19%、51.89%、50.94%、38.89%。     

LPBR及PAC-LPBR反应器改善水质效果分析

针对原水长距离输送建立了管道模型,研究了LPBR及PAC-LPBR的水质改善效果。结果表明:LPBR对氨氮、UV_(254)、COD_(Mn)、DOC、微量有机物均有一定的去除能力,但其效果不如采用粉末活性炭强化的PAC-LPBR反应器。当粉末活性炭投加量为17 mg/L、反应时间为8 h时,PAC-LPBR对氨氮、UV_(254)、COD_(Mn)、DOC的去除率比LPBR分别提高了14.3%、56.6%、34.6%、43.2%,对微量有机物的去除能力亦大大提升。采用生物预处理/PAC-LPBR组合工艺可进一步强化处理效果。     

粉末活性炭/污泥回流工艺强化膜前预处理的研究

采用粉末活性炭(PAC)吸附/混凝沉淀/浸没式超滤膜组合工艺处理苏州市某河水,考察了PAC/污泥回流工艺对膜前预处理的强化效果及对膜污染的影响,并与常规混凝沉淀、污泥回流强化混凝沉淀、PAC吸附/混凝沉淀等3种预处理工艺进行了对比。结果表明,PAC/污泥回流强化预处理工艺对浊度、DOC、UV254和THMFP的去除率分别为80.2%、47.5%、42.3%和52.3%,均比其他预处理工艺的高,对MW30 ku和MW1 ku有机物的去除效果明显。PAC/污泥回流强化预处理和超滤膜组合工艺对浊度、DOC、UV254和THMFP的去除率分别可达到99.2%、54.1%、47.2%和60.2%;经过15 d的运行,超滤膜的跨膜压差基本保持稳定,而其他预处理工艺虽能在一定程度上减轻膜污染,但无法避免不可逆膜污染的发生。     

不同超滤组合工艺对滤池反冲洗废水的处理效能

为了探究超滤对滤池反冲洗废水的处理效果及其组合工艺对膜污染的控制效能,采用直接超滤、在线混凝/超滤、混凝/沉淀/超滤3种不同工艺处理滤池反冲洗废水。结果表明,3种工艺对浊度的去除率都在99.5%以上,出水COD_(Mn)均在1.20 mg/L以下,表明超滤对浊度和COD_(Mn)具有优异的去除效果;直接超滤工艺对UV_(254)的去除率为(26.93±4.14)%,而在线混凝/超滤工艺与混凝/沉淀/超滤工艺对UV_(254)的去除率分别可达到(37.41±3.57)%和(40.87±6.22)%,明显优于直接超滤工艺;3种工艺对原水中荧光类污染物的去除效果均不明显;通过分析3种工艺的出水水质、膜污染情况以及傅里叶红外光谱图和膜表面形貌图发现,直接超滤造成的膜污染最为严重,且不可逆污染占主导,出水水质情况表明预处理能够降低超滤进水污染物负荷,并且改变水中污染物形态,因此预混凝能够有效缓解膜污染,而混凝/沉淀/超滤工艺对膜污染的缓解效果最好;同时,膜污染模型拟合结果表明,滤饼层过滤和临界阻塞是引起直接超滤膜污染的主要原因。     

管道混凝/超滤工艺深度处理回用水的中试研究

采用管道混凝/超滤组合工艺深度处理回用水,考察了其处理效能及影响因素.结果表明,在相同条件下FeCl_3的混凝效果优于PAC的;组合工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的去除率均随混凝剂FeCl_3的投量及混凝时间的增加而增大;组合工艺深度处理回用水的最佳工况:膜通量为64L/(m~2·h)、混凝剂FeCl3投量为7 mg/L、混凝时间为100 S,此时对浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别可达84.1%、28.6%和52.4%.     

常规处理工艺对有机物及三氯乙醛生成潜能的去除

以我国南方某常规处理工艺水厂为研究对象,对工艺过程中有机物及三氯乙醛生成潜能(CHFP)进行为期一年每月一次的监测,同时对温度较高的夏季水样予以极性分离,以明晰常规处理工艺对有机物及CHFP的去除能力与工艺过程中有机物的极性变化等。结果表明,原水TOC、UV_(254)、CHFP均呈现一定的季节性变化,高温季节(4月—9月)相对较高,分别为1.04~3.15mg/L、0.023 4~0.057 7 cm~(-1)、24.29~43.43μg/L;常规处理工艺对TOC、UV_(254)、CHFP的去除率分别为26.00%~59.68%、35.25%~77.20%、34.12%~77.05%,混凝沉淀是去除有机物和CHFP的主要工艺单元;常规处理工艺对亲水性有机物的去除作用弱于疏水性有机物,是其对CHFP去除作用较弱的原因。     

纳滤膜处理微污染河网水中试研究

针对嘉兴地区河网水受有机物和氨氮污染,与饮用水水质需求不断提升之间的矛盾,开展了规模为1.50 m~3/h的纳滤系统中试研究。结果表明,在水温为4～33℃、操作压力为0.30～0.70 MPa、系统回收率为83.0%的条件下,纳滤系统对UV_(254)、COD_(Mn)和DOC的去除率均在88.0%以上,出水UV_(254)、COD_(Mn)和DOC分别降至0.009 cm~(-1)、0.50 mg/L和0.50 mg/L以下;当进水氨氮浓度为0.43～2.47 mg/L时,出水氨氮浓度为0.12～0.54 mg/L,平均去除率为82.3%;纳滤系统出水中未检出《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)规定的16种消毒副产物,并且荧光性物质几乎被完全去除。与同期试验的臭氧/活性炭工艺出水相比,纳滤系统出水中三氯甲烷、二氯一溴甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸生成势分别降低了78.1%、86.9%、50.9%和59.1%。当操作压力从0.30 MPa增大至0.50 MPa时,纳滤系统对UV_(254)、COD_(Mn)、DOC和氨氮的去除率基本保持不变;当回流比从0增大至0.35时,系统回收率从70.9%上升至93.0%,纳滤系统对UV_(254)、COD_(Mn)和DOC的去除率略有下降,但对氨氮的去除率下降明显;当水温从(10±2)℃升高至(30±2)℃时,纳滤系统对COD_(Mn)和DOC的去除率略有提高,然而低温更有利于氨氮的去除,但系统回收率较低。     

预氯化对混凝/超滤工艺处理滦河高藻原水的影响

利用混凝/超滤中试系统处理高藻期滦河水,为了克服藻类对超滤膜系统的影响,采用预氯化措施,考察了其对中试系统处理效果的影响.结果表明,在有效氯投量为2 mg/L、混凝剂氯化铁投量为4 mg/L的条件下,预氯化/混凝/超滤工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为51.6%和19.6%;预氯化在提高中试系统对有机物去除效果的同时,能够有效减缓膜污染,且膜出水中的消毒副产物和微囊藻毒素浓度均低于<生活饮用水卫生标准>(GB 5749——2006)的限值.     

臭氧-生物活性炭深度处理工艺对钱塘江原水处理研究

本文研究臭氧-生物活性炭深度处理工艺对钱塘江原水处理效果,分析各工艺阶段对水质指标的去除效果,结果表明:臭氧-生物活性炭深度处理工艺对COD_(Mn)、UV_(254)、三氯甲烷、三卤甲烷以及感官等指标有很好的去除效果;通过柱状活性炭和煤质压块活性炭的比对表明,两种活性炭对出厂水水质指标去除效果基本一致;对有机物替代指标COD_(Mn)和UV_(254)的去除效果趋于稳定的范围,以及两参数间具有一定的相关性,表明生物膜已挂膜成熟。     

活性炭回流强化去除有机物的试验研究

以中置式高密度沉淀池为载体,向池内投加粉末活性炭,利用高密度沉淀池的污泥回流系统对粉末活性炭进行富集和回用,延长其在沉淀池中的停留时间,考察投加粉末活性炭后对有机物的强化去除效果,并进行了投炭量优化研究。结果表明:该投加方式能显著改善对有机物的去除效果,相比不投加炭,对CODMn的去除率提高了近10%。通过增加污泥回流比可减少投炭量,在去除率相同的情况下,污泥回流比为5%时的投炭量较回流比为3%时减少了34%,而较不回流投炭方式减少了77%。对有机物的去除效果是粉末活性炭吸附和生物强化共同作用的结果。     

前置臭氧/活性炭与常规工艺处理微污染水的对比

对比研究了前置臭氧/活性炭工艺和常规深度处理工艺对微污染水源水中氨氮、有机物以及消毒副产物前体物的去除效果。结果表明,前置臭氧/活性炭工艺对氨氮的去除效果优于常规深度处理工艺。当氨氮浓度为3.04 mg/L时,前置臭氧/活性炭工艺对氨氮的去除率相比常规深度处理工艺提高了21.44%;前置臭氧/活性炭工艺和常规深度处理工艺对有机物的去除效果相当,前置臭氧/活性炭工艺对沉后水中UV_(254)、TOC和COD_(Mn)的去除率分别为73.91%、46.14%、61%;前置臭氧/活性炭工艺和常规深度处理工艺均能有效控制消毒副产物的风险。     

混凝沉淀/PAC吸附/超滤工艺处理引黄水库冬季原水

采用混凝沉淀/粉末活性炭吸附/超滤工艺(简称PAC-UF工艺)处理黄河下游引黄水库冬季原水,中试结果表明:当处理冬季低温低浊水时,聚合氯化铝的最佳投量为6 mg/L,粉末活性炭的最佳投量为20 mg/L;PAC-UF工艺可以将出水的浊度控制在0.1 NTU以下,去除率达98%以上;投加20 mg/L的粉末活性炭能使混凝沉淀/UF工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的平均去除率分别提高12%和15%;同时,投加粉末活性炭还能够缓解超滤膜的不可逆污染,但缓解的程度有限.     

加压预处理与预氧化强化混凝处理太湖蓝藻水中试比较研究

为提高太湖水中蓝藻的混凝沉淀去除效果,分别采用加压预处理和化学预氧化处理工艺,再进行混凝沉淀处理。通过动态试验对比研究了加压预处理和预氧化强化混凝沉淀去除藻类的效果和水质安全性,并进行了经济分析。结果表明,短时间加压0.7 MPa后进行混凝沉淀,出水浊度为0.6~1.37 NTU,叶绿素a和COD_(Mn)去除率分别达到(97.64~99.34)%和(62.54~68.39)%;2 mg/L氯预氧化工艺沉淀出水浊度为21.4 NTU,叶绿素a和COD_(Mn)去除率分别为82.2%和39.87%;2 mg/L高锰酸钾预氧化工艺沉淀出水浊度为3.22 NTU,叶绿素a和COD_(Mn)去除率分别为94.71%和63.44%。同时,相对于预氧化工艺,加压预处理工艺可减少后续工艺藻毒素的释放和消毒副产物的生成。采用加压预处理工艺会使能耗增加0.002 3 k W·h/m~3,但可节省混凝剂投量40%,且节省了预氧化剂费用,在处理效果、水质安全性、处理成本等方面明显优于化学预氧化工艺。     

不同的常规与深度处理水厂工艺对水质保障的应用研究

对比常规处理与臭氧-生物活性炭深度处理水厂的运行效果,通过生产试验研究两种工艺对有机物及消毒副产物的控制情况,试验结果表明:深度处理C水厂混凝沉淀效果较好,砂滤后出水浊度达到0.20NTU,混凝沉淀对浊度的去除率达到78.9%,炭滤池对浊度的去除效果有限。混凝沉淀对UV254的去除效果有限,去除率为11.7%~23.8%,砂滤池的去除率为19.0%~25.0%,深度处理C水厂生物活性炭滤池对UV254的去除效果较明显。混凝沉淀对溶解性的氨氮和亚硝态氮均无明显去除效果,经过砂滤后氨氮和亚硝态氮基本得到去除。混凝沉淀对CODMn的去除率约为14.1%,对TOC的去除率约为26.5%,石英砂过滤对CODMn的去除率约为31.0%,对TOC的去除率约为11.4%。常规加碱B水厂的去除效果优于常规A水厂,深度处理C水厂炭滤过程对CODMn的去除率约为43.9%,对TOC的去除率约为32.6%。加碱比不加碱的砂滤池对生成三卤甲烷的风险大大减低,经过臭氧-生物活性炭处理后可以进一步减低出厂水中消毒副产物浓度。     

重介质混凝沉淀/超滤耦合工艺处理长江原水

采用重介质混凝沉淀(DLCS)/超滤(UF)耦合工艺中试装置处理长江下游原水。DLCS工艺的较优运行参数:重介质絮凝核(DM)粒径为20~45μm、PAFC投加量为12 mg/L、PAM投加量为0.15 mg/L、沉淀池表面负荷率为16.1 m~3/(m~2·h)、混凝沉淀总停留时间为17 min,在该条件下出水浊度和COD_(Mn)均值分别为1.05 NTU和2.12 mg/L,平均去除率分别可达98.05%和39.2%。DLCS/UF耦合工艺出水水质稳定可靠,出水浊度和COD_(Mn)均值分别可达到0.17 NTU和1.74 mg/L,其他出水水质指标优于GB 5749—2006标准。     

不同预氧化剂净水效果及运行条件的优化

为研究不同预氧化剂臭氧、次氯酸钠的预氧化效果,以及臭氧不同投加量的净水效果,确定最佳投加量,利用生产性试验及实验室小试装置研究臭氧氧化对钱塘江原水净水效果。结果表明:臭氧对COD_(Mn)、UV_(254)等指标的预氧化效果明显优于次氯酸钠;前后臭氧投加量分别为0.5mg/L时,对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、浊度、铁的去除效果较好;前臭氧接触时间3min,后臭氧接触4～7min,对COD_(Mn)等有机物的去除效果较好,钱塘江原水中加入0.15mg/L溴酸盐时,臭氧投加量达到2.0mg/L时,仍未检测到溴酸盐。