炭砂滤池在松花江污染应急处理中的应用特性研究

以哈尔滨制水三厂应急改造的炭砂滤池为对象,研究其在恢复供水期间的除污染效能和反冲洗工艺条件对滤池性能的影响.结果表明:炭砂滤池将活性炭吸附、石英砂物理拦截作用有机结合,能有效去除水中的硝基苯类污染物、胶体颗粒和各种有机物,试验中炭砂滤池出水硝基苯浓度始终接近检测限;出水浊度始终＜1 NTU,与普通无烟煤/石英砂滤池相比无明显差别;对CODMn、UV254、TOC的去除率分别在35%、25%和25%以上,效果显著.采用水冲强度4.2 L/(s·m2),水冲时间10 min的反冲洗工艺条件,能够满足炭砂滤池的反冲洗要求;炭砂滤池10 min初滤水不排入后续消毒工艺,作为反冲洗水储存备用,或输送到前端工艺进行再处理.     

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。     

炭砂过滤-膜处理组合工艺中试研究

对预臭氧-混凝沉淀-炭砂双层过滤-微(超)滤组合工艺进行了中试研究,试验结果表明该处理工艺可有效去除浊度,保证出厂水浊度在0.1NTU以下及出水的微生物安全性,对氨氮的去除率可达95%左右,CODMn去除率可达50%左右.     

炭砂滤池长期运行效果研究

基于生产性规模为1万m~3/d的示范滤池,对比研究了炭砂滤池和普通砂滤池对TOC、UV254、三卤甲烷前体物、氨氮、浊度等污染物的去除能力。长期运行的试验结果显示:炭砂滤池对有机物、消毒副产物前体物、氨氮和浊度均有较好的去除效果,去除能力优于砂滤池;在监测的3年内,炭砂滤池对TOC的平均去除率在25%以上,对UV254和三卤甲烷前体物的平均去除率均在30%以上,对氨氮与浊度的去除效果略优于砂滤池;采用炭砂滤池替代普通砂滤池能有效提高对有机物、消毒副产物前体物的去除能力,保障出水氨氮和浊度满足国标要求,长期运行炭砂滤池处理效果稳定,有效提升水质,是水厂升级改造的一种可行方式。     

饮用水处理曝气炭砂滤池工艺研究

针对炭砂滤池仅靠进水中的溶解氧不能满足高氨氮硝化耗氧要求的难题,开发了在炭砂滤池的滤层中间敷设曝气头的曝气炭砂滤池工艺,气源为空气。曝气头上方的滤层主要用于氨氮的去除,曝气头下方的滤层主要用于浊度的去除,因此该工艺可以在保证对浊度去除的基础上,明显提高对氨氮的去除效果。曝气炭砂滤池工艺适用于水源水季节性高氨氮污染的净水厂。     

福州某水厂臭氧-炭砂滤池中试实践分析

为探究在闽江这种贫营养水源的进水条件下,臭氧-炭砂滤池深度处理工艺的活性炭生物膜形成情况、对原水中主要污染物的去除效果及最佳运行参数,进行了福州某水厂臭氧-炭砂滤池中试研究。中试结果表明,运行二个月至四个半月后,活性炭表面能够形成生物膜。对COD_Mn去除率稳定在20%左右,COD_Mn平均出水浓度为0.85 mg/L,能够完全去除水中氨氮;同时对铁、锰、三氯乙醛、三卤甲烷、溴酸盐等污染物有进一步的去除效果。针对有效粒径为0.7 mm炭层+0.28 mm砂层的滤料级配,采用气冲40 m/h,单独水冲25 m/h的反洗强度,即可达到冲洗效果。平时运行臭氧-炭砂滤池深度处理工艺时,臭氧投率控制在1.0 mg/L以内即可。     

曝气炭砂滤池去除氨氮的生产性示范工程研究

通过运行炭层空气曝气活性炭-石英砂双层滤池(简称曝气炭砂滤池)生产性示范工程,并与无曝气炭砂滤池及砂滤池进行对比,研究了曝气炭砂滤池作为快滤池时对水中氨氮及亚硝酸盐氮的去除性能。结果表明,曝气炭砂滤池可将氨氮浓度低于2.5mg/L的进水处理至0.5mg/L以下,且进水氨氮低于1.5mg/L时不需曝气,其去除效果显著优于普通炭砂滤池和石英砂滤池;曝气炭砂滤池亦可有效去除亚硝酸盐氮。用曝气炭砂滤池替代石英砂滤池是水厂提升氨氮去除能力的一种可行的滤池改造方式。     

某多水源水厂不同组合工艺流程的试验研究

为了提出适合某多水源水厂新建工程的工艺,进行了5组不同流程的中试研究。结果表明,对有机物去除率最高的是活性炭滤池,COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别是56.8%～66.3%和70.8%～73.3%;对浊度去除最有效的是砂滤池,去除率为89.5%～97.1%,超滤出水浊度稳定在0.11～0.12NTU;对臭味物质2-MIB的去除中,活性炭滤池发挥了至关重要的作用,预臭氧对2-MIB也有较好的去除效果,去除率为52.5%。"预臭氧-常规工艺-臭氧活性炭-超滤"流程与不投加前后臭氧的"常规工艺-活性炭-超滤"流程对污染物的去除规律类似。"砂滤-炭滤""炭滤-砂滤"和"砂滤-超滤"3组流程对比显示各自均存在一些不足。综合考虑"预臭氧-常规工艺-臭氧活性炭-超滤"是最适合该新建水厂的工艺流程。     

炭砂滤池吸附工艺生产运行研究

对清泰水厂改造工程中采用的炭砂滤池吸附净水工艺进行水质分析和生产运行研究,积累运行管理经验。混凝—沉淀—炭砂过滤—消毒工艺出水水质能满足国标水质要求,特别是对有机物和氨氮的去除效果优于常规工艺,但在浊度控制上与发达国家水质要求和集团内控指标要求尚有一定差距,需设置后续工艺进一步处理。炭砂滤池宜设计成完全避光型式,宜控制炭砂滤池进水浊度在1～2NTU,应定期检查和维护炭砂滤池以确保正常运行。在受潮汐影响河流取水的水厂采用预臭氧工艺时,宜保留预氯化投加点,在沙蚕繁殖季节需少量持续加氯进行杀灭处理。     

浸没式超滤膜处理低浊度水的中试研究

中试采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水,考察此工艺长期连续运行时的处理效果,并测算了超滤设备的运行成本。4个月的试验结果表明,超滤膜出水水质稳定,出水浊度低于0.1 NTU,对浊度的平均去除率为93.3%,比砂滤池高15.8个百分点;对CODMn的平均去除率为16.1%,优于滤池对CODMn的去除效果;超滤膜能够有效去除细菌等微生物,对TOC、氨氮和消毒副产物也有一定的去除作用;超滤设备的运行成本约为电耗0.12 kW.h/m3,药耗0.14元/m3。超滤膜可在给水厂的工艺改造中代替传统的砂滤工艺,取得更好的处理效果。     

V型滤池反冲洗工艺过程节能优化研究

V型滤池持续有效过滤的关键是滤床的反冲洗。研究反冲洗后滤池浊度曲线的变化规律,通过改变反冲洗的周期与参数,在保证出水符合标准的前提下,结合阀门开度等指标,提出反冲洗工艺过程的最优气水比等控制参数,进而结合能耗数据确定反冲洗优化方案。研究结果表明,反冲洗工艺过程气水比约为2∶1时,在不同周期的浊度平均去除率最高,反冲洗效果最好。另外结合能耗数据推荐反冲洗优化方案为气冲强度6.12L/(s·m2),水冲强度2.88L/(s·m2),混合冲洗时间8min。     

砂滤池对颤蚓的拦截和去除效果研究

中试条件下研究了砂滤池对颤蚓的拦截效果,并考察了滤速、过滤周期和反冲洗强度等对颤蚓拦截和去除效果的影响。结果表明:砂滤池对颤蚓的拦截效果与颤蚓体长和滤料粒径有关,颤蚓体长越大、滤料粒径越小,则拦截效果越好;滤速是颤蚓迁移的主要动力,滤速的提高会增大颤蚓泄漏风险;过滤周期的延长将促进颤蚓的迁移,适当缩短过滤周期有利于水厂颤蚓泄漏风险控制;反冲洗可以实现颤蚓从净水工艺中的彻底去除,反冲洗强度越大,颤蚓的去除效果越好。从试验结果来看,为有效控制颤蚓泄漏风险,滤池滤速和过滤周期宜分别控制在11.1 m/h和12 h以下,反冲洗强度则控制在25 L/(s.m2)左右,此时颤蚓去除率为97.7%。     

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。     

生物预处理后续工艺中生物砂滤柱的性能研究

对黄浦江原水生物预处理后续工艺中的生物砂滤柱性能进行研究。在不同氨氮浓度的工况下,探讨了生物砂滤柱对氨氮、有机物等指标的去除,分析了生物砂滤柱的生物活性,同时总结了主要设备的设计运行参数。通过中试运行效果表明:在进水中平均氨氮浓度为1.73 mg/L,停留时间6.8 min下,氨氮平均去除率达到91.6%,同时CODMn和UV254的去除率分别为7.9%和7.5%。     

炭砂滤池中活性炭使用特性研究

以北方某水厂应急改造的V型炭砂滤池为对象,对炭砂滤池中活性炭的吸附性能指标、有机物吸附效能及生物作用等进行了研究,综合评价了炭砂滤池中活性炭的使用特性,并从碘吸附值和UV254去除效能两个方面对活性炭的使用寿命进行了估算,从而为水厂的生产运行提供可行的技术指导。     

响应面法优化混凝处理黄河兰州段低温低浊水

为进一步提高混凝法对冬季黄河兰州段低温低浊水中浊度、有机物、氨氮的去除效果,采用响应面BoxBehnken的中心组合设计方法,研究了混凝剂(PFAC)投加量、助凝剂(PAM)投加量、絮凝转速与絮凝时间及其交互作用对浊度、高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮去除率的影响。结果表明:混凝法的最佳控制参数为混凝剂投加量7. 87 m L、助凝剂投加量6. 06 m L、絮凝时间37 min、絮凝转速90 r/min。在此最佳反应条件下,浊度、高锰酸盐指数、氨氮去除率分别为16. 3%、19. 7%、14. 7%。混凝出水再经砂滤后,出水浊度为0. 76 NTU、CODMn为2. 72 mg/L、氨氮为0. 44 mg/L,达到了生活饮用水水质标准(GB5749-2006)。研究结果为兰州城市供水(集团)有限公司处理工艺升级改造提供了技术支持。     

气提式连续砂滤池生物预处理试验研究

东莞石碣水厂原水取自东江南支流,其水质较差(氨氮、CODMn等超地表Ⅲ类水标准),仅采用常规处理工艺已难以达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。通过中试研究了气提式连续砂滤池的生物预处理效果。试验结果表明,气提式连续砂滤去除氨氮效果较好,抗氨氮冲击负荷能力较强,在保持滤速为10～12m/h,砂层厚度3.2m,气水比0.2～0.3;气提量0.04m3/(m3.d)条件下,氨氮的平均去除率达到了70%。另外,CODMn、浊度、铁、锰等指标的平均去除率也分别达到15%、50%、45%和40%。     

新乡高村水厂虹吸滤池改造设计及经验教训

针对高村水厂三期现状虹吸滤池反冲洗不均匀、反冲洗周期短、滤池跑砂、出水水质达不到《生活饮用水卫生标准》等现象,将其改造为气水反冲洗滤池。主要介绍了滤池的进水系统、配水配气系统、反冲洗排水系统、出水系统等改造内容。2年的运行结果表明,改造后的滤池运行稳定,滤后水浊度小于0.3NTU,反冲洗水量减少了70%,反冲洗周期由改造前的12h调整为24h,达到了预期的改造目的。     

苍南龙港自来水厂技改工程设计与评价

针对苍南龙港水厂一期(5万m3/d)折板絮凝平流沉淀池—普通快滤池传统工艺存在的问题,进行了絮凝池折板优化和排泥强化、沉淀池出水降荷、滤池反冲洗系统及滤料配置升级等工艺技术改造。改造后,水厂出水浊度总体低于0.1NTU,去除率可达到97.8%~99.8%;沉淀池出水负荷由437.5m3/(m·d)降至208m3/(m·d);滤池反冲洗效果显著提升,水耗比由3.08%降至0.57%,电耗降至改造前的15%。     

滤速对悬浮填料曝气生物滤池处理效果的影响

应用新型悬浮填料曝气生物滤池对广州市某污水处理厂的实际污水进行中试试验,控制滤速分别为6m/h、8m/h、10m/h、12m/h,以考察工艺在不同滤速下对氨氮,总氮和COD的去除能力。试验结果表明,在悬浮填料生物滤池滤速为10m/h、升流式悬浮填料柱曝气量为1m~3/h、降流式悬浮填料柱到升流式悬浮填料曝气柱回流比为100%、砂滤池滤速为7m~3/h的工况下,可达到最优处理效果。进水氨氮、总氮、COD分别为7.40~15.05mg/L、14.02~22.42mg/L、165~225mg/L,砂滤出水的氨氮、总氮、COD分别低于0.42mg/L、10mg/L和20mg/L,平均去除率分别达到96.88%、55.92%和91.47%。中试系统运行稳定,出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。