逆流共聚气浮水处理工艺研究

逆流共聚气浮水处理工艺相对于传统的气浮,沉淀处理工艺有很大的优越性,一方面絮凝过程在逆流共聚气浮反应柱中进行,溶气回流水释放的微气泡参与到悬浮颗粒物的絮凝反应中而有助于形成体积重量小而结构牢固的絮体;另一方面反应柱中的微絮体在气泡的生成过程中充当了“核”的作用,有助于溶气水中气泡的迅速并提高气泡与絮体的碰撞粘附效率,同时反应柱中可形成稳定的气泡－絮体共聚悬浮层,有利于拦截随水流下行的絮体与上升的微气泡,提高了处理效率。     

探讨气浮工艺的若干技术参数

结合大量相关文献对气浮工艺的若干技术参数(包括预处理参数、气浮池水力学特征、微气泡特性等)进行了较为深入的分析与探讨,得到了一些具有较强指导意义的结论:①适当提高反应过程的G值和缩短反应时间可获得满意的气浮净水效果;②气浮池的水力学特征对接触区内微气泡与絮体颗粒的粘附结合、泡絮结合体的破碎及其在分离区的浮升等过程均有重要影响;③随气浮池表面负荷的增加则微气泡尺寸也应适当增大以获得好的气浮净水效果;④微气泡表面特性对接触区内微气泡与絮体颗粒的碰撞粘附过程有重要影响,气泡改性技术对强化气浮效果有重要意义。     

污泥回流比对絮体破碎再絮凝及沉后水水质的影响

采用铁盐污泥回流处理低浊、微污染原水,研究了不同污泥回流比对絮体破碎再絮凝特性和沉后水水质的影响。结果表明:与无污泥回流工艺相比,回流2%~10%的污泥可使絮体的絮凝指数(FI值)大幅提高,但不同回流比条件下的FI值差别不显著;污泥回流使絮体的抗破碎能力有所提高,但破碎后絮体的再絮凝能力明显下降;絮体的成长速率和强度因子随着回流比的增大而逐渐提高,而恢复因子却逐渐降低。另外,回流2%~8%的铁盐污泥能够显著提高对浊度和有机物的去除率,且浊度去除率与絮体恢复因子有较好的相关性。     

气浮/活性炭/膜一体化工艺处理微污染湖泊水

采用气浮/活性炭/微滤膜一体化工艺处理高藻、低浊、有机物浓度较高的微污染湖泊水。结果表明,该工艺对有机物和藻类均具有良好的去除效果,对浊度、色度、CODMn、氨氮、叶绿素a的平均去除率分别为97.50%、81.60%、76.50%、63.40%、94.60%。对于浊度的去除,气浮、活性炭和微滤膜均发挥重要作用;对于色度、CODMn和氨氮的去除,气浮和活性炭发挥主要作用;对于叶绿素a的去除,气浮发挥主要作用。另外,该工艺还表现出了良好的抗膜污染能力,试验开始时跨膜压差约为2.1 kPa,至试验结束时跨膜压差仅增至3.4 kPa。     

针对黄河下游引黄水库水质特点的助浮剂优选试验研究

黄河下游引黄水库水质呈现低浊度、高有机物、藻类爆发等季节性特点。气浮工艺对于上述水质处理有独特优势,助浮剂对于气浮具有强化作用。针对低浊、高有机物和高藻三种水质特点,选用鼠李糖脂、烷基糖苷、十二烷基二甲基苄基氯化铵三种助浮剂进行助浮剂的优选。结果表明:鼠李糖脂助浮剂适合处理低浊度水,最佳用量为0.2mg/L;十二烷基二甲基苄基氯化铵助浮剂适合处理高有机物水和高藻水,最佳用量分别为0.4mg/L和0.2mg/L。助浮剂能够改变液体表面张力,助浮剂自身具有的憎水基团粘附在气泡周围会增加气泡的憎水作用,抑制气泡生长过程中的兼并作用,提高气浮效果。     

溶气气浮的微气泡影响因素及其与絮体的结合特性

通过微观分析系统对气浮工艺中的气载絮体进行观测,分别研究了气浮过程中微气泡和气载絮体的特性以及Zeta电位对气载絮体平衡接触角的影响。在0.40 MPa和30%回流比的工况条件下,气泡平均粒径较小,其尺寸主要分布在40~110μm之间,占整体数量90%以上。投加混凝剂聚合氯化铝(PAC)后,在0.40 MPa时气载絮体尺寸最大,主要尺寸分布在0.45~0.95mm之间,二维分形维数最小,结构更为松散轻薄。在此基础上通过投加不同浓度的混凝剂控制溶液的Zeta电位来探究其对平衡接触角的影响,发现不同于传统混凝在等电点处达到最优混凝效果,气浮工艺是在Zeta电位为17 m V时平衡接触角达到最大值,此时的气载絮体中气泡与絮体的结合更为理想,更利于提升气浮工艺的分离效果。     

生物活性炭-砂滤处理微污染原水研究

试验研究表明 ,在滤前未预氯化或预氧化的条件下 ,生物活性炭—砂滤对有机物和氨氮的去除效果是显著的 ,CODCr和UV2 54 的平均去除率分别为 4 0 .4 %和 4 8.9%。当进水氨氮浓度在 2mg/L以下时 ,其平均去除率为 82 .5% ;浊度的平均去除率约 82 .4 % ,出水浊度的平均值为0 .51NTU ;CHCl3和CCl4 的去除率为 38.9%。     

聚苯乙烯微塑料对自来水厂混凝絮体的影响

混凝是净水工艺中不可或缺的环节,而微塑料在原水中客观存在。以聚苯乙烯（PS）为例,分析了微塑料对混凝过程中浊度去除效果、絮体大小和分形维数的影响。结果表明,当混凝剂投加量为14 mg/L时,微塑料的存在导致浊度去除率降低了7.1%,絮体大小与分形维数也相应降低;当投加量增加至26 mg/L时,微塑料可使浊度去除率提高0.8%,达到95.2%,分形维数增大至1.587,絮体粒径无明显变化。说明在混凝剂投加量较低时,微塑料的存在对浊度去除效果、絮体粒径及分形维数有负面影响,但随着混凝剂投加量的继续提高,负面影响减弱,微塑料的存在甚至还可以促进浊度去除和分形维数的提高。     

城镇给水厂气浮工艺运行性能与经济性分析

随着季节性藻华事件的频发，越来越多的给水厂将气浮工艺应用到水处理中。以国内4套典型给水厂的气浮设备为研究对象，利用高速摄像机等评估气泡特性及对污染物的去除效果，并进行气浮设备的性能评估及运行能耗规律研究。结果表明，气浮设备整体运行情况基本正常，各水厂气浮设备的溶气效率为58.4%～78.7%，气泡平均粒径均低于30μm，气泡稳定时间大多在240 s以上；对浊度和藻类的去除效果较好，去除率分别为50.70%～77.66%和77.41%～86.31%，对TOC、UV₂₅₄、COD_Mn的去除率不高，但可以起到减轻后续工艺单元运行压力的作用；同时，气浮工艺运行产生的较高电能和药剂消耗，能够通过其他指标的降低相互抵消，投资成本仅增加了0.024～0.030元/m³。综合考虑运行性能、经济性和出水水质等因素，气浮工艺对城镇给水厂处理低浊高藻水具有较好的适用性。     

壳聚糖复配药剂助滤强化处理低温低浊水的试验研究

以济南某水厂冬季沉后水为研究对象,采用二次微絮凝强化工艺对其进行处理,以壳聚糖(CTS)复配药剂为助滤剂,并结合浊度、颗粒数、化学需氧量、总有机碳等实验数据,对低温低浊水体强化过滤工艺进行研究。结果表明,二次微絮凝强化过滤工艺与常规工艺相比对有较强的除浊、去除颗粒物及有机物的能力。并且投加CTS复配药剂可明显增强浊度、颗粒物和有机物的去除能力,其中CTS和聚合氯化铝铁(PAFC)复配药剂可使浊度、颗粒物分别降至0.1NTU和100CNT/mL。通过相对分子质量分级技术、三维荧光图谱技术并结合胶体颗粒的Zeta电位变化,对水中水溶解性有机物进行分析,探讨CTS复配药剂在二次微絮凝过滤中的作用机理。     

气浮/超滤组合工艺处理微污染高藻原水

采用直接超滤、气浮/超滤两种工艺对微污染高藻水库原水进行处理。结果表明,气浮/超滤组合工艺的净化效果明显优于直接超滤工艺;组合工艺对CODMn和UV254的去除率分别为60%和50%,对嗅味物质土臭素的去除率为42%,对三氯甲烷、四氯化碳前体物的去除率分别为61%和99.7%,而对浊度、叶绿素a的去除率则接近100%。     

预氧化联合污泥回流处理低浊微污染水试验研究

研究了采用高锰酸钾预氧化与污泥回流联用工艺对低浊微污染原水的处理效果。结果表明,采用污泥回流可有效改善沉后水浊度,最佳回流比为60%,沉后水浊度从无回流时的1.91NTU下降到1.51NTU;粉末活性炭与污泥一同回流能改善滤后水有机物的去除效果。投加高锰酸钾进一步提高了处理效果,污泥回流则强化了高锰酸钾的助凝除浊效果,使有机物去除作用更显著。     

浸没式MBR对城市污水中有机物和氮的去除研究

研究了浸没式膜生物反应器(MBR)处理城市污水的性能,考察了反应器对不同分子质量有机物的去除特性,探讨了不同工艺参数对有机物和氮去除效率的影响.在采用连续进水、间歇曝气的运行条件下,浸没式MBR对有机物、氮和重金属都有较高的去除率.当HRT为4 h、曝气/停曝时间为90 min/30 min时,反应器对DOC、COD、NH+4-N、TN、Cd、Pb和Cr6+的平均去除率可分别达到75%、90%、95%、80%、89%、91%和86%,对磷的平均去除率为50%.MBR对小分子物质(分子质量＜4 000 u)的去除率为44%,对中等分子物质(分子质量为4 000～30 000 u)的去除率在90%以上,高分子物质(分子质量＞30000 u)在反应器中发生一定的积累,但可被微滤膜高效截留.影响工艺脱氮效率的因素包括DO、HRT、曝气时间和停曝时间等.当DO为0～3.2 mg/L时,氮通过同步硝化反硝化作用得以去除.当MLVSS浓度为4 500 mg/L时,脱氮较合适的曝气/停曝时间为90 min/30 min.     

高密度微气泡过滤快速分离城市景观水体藻类

针对城市景观水体夏秋季节易发生藻华现象,且藻类密度小,常规方法难以去除的特点,采用高密度微气泡层的表面吸附及过滤截留作用,实现细小藻类的迅速捕集和分离去除。试验结果表明:当气液混合泵压强为0.42 MPa时,系统产生的微气泡平均直径为72.0μm,数量密度达到2.1×108个/L;在水力负荷为5 m/h、溶气水回流比为130%的优化运行条件下,对叶绿素a的平均去除率达到93.4%。作为上海世博会期间景观水体藻类暴发的应急处理技术之一,可为城市景观水体的水质控制提供应用借鉴和技术参考。     

采用微絮凝/大梯度磁滤工艺处理珠江水的研究

研究了微絮凝/大梯度磁滤工艺对珠江水的处理效果。结果表明,该技术对水中细菌、大肠杆菌、有机物、颗粒物都有很好的去除效果,对细菌的去除率达到99%、对大肠杆菌的去除率可达到95.4%、对有机物的去除率达到55%,稳定阶段对颗粒物的平均去除率达到80%。此外,该工艺省却了沉淀过程,降低了运行成本和工程投资。可见,微絮凝/大梯度磁滤工艺是一种处理效果好、经济、简单的水处理工艺。     

超声对净水污泥破解效果及其回流对沉后水质影响

采用探头式超声波发生器处理某净水厂沉淀污泥,研究不同声能密度及超声时间作用下污泥的SCOD、蛋白质、多糖含量和污泥粒径的变化。结果表明,经超声处理后,污泥平均粒径明显降低,污泥的絮体结构遭到破坏;上清液中的溶出物(SCOD、蛋白质和多糖)含量随超声声能密度或作用时间的增加而增大。作用时间为10 min、声能密度为3 W/m L的超声处理对净水污泥的破解效果较理想。与无污泥回流工艺相比,回流2%~8%的超声污泥能够显著提高有机物去除率,对UV254和DOC的最高去除率分别可提高11%和17%。     

臭氧+常规处理+活性碳组合工艺中试实验研究

研究臭氧预氧化与混凝工艺处理蔷薇河微污染水源水的效果,为自来水厂工程设计提供了可靠的参数.采用臭氧预氧化与常规处理联用工艺对微污染水源水进行了中试试验。实验证明臭氧组合工艺对浊度的去除率接近100%,对氨氮的去除率为90%左右,高锰酸钾指数去除率为50%。臭氧预氧化中试试验表明,该工艺能有效地去除有机物、浊度和色度,使过滤后出水水质达到处理标准.     

气液混合泵气浮系统处理低浓度二级出水的试验研究

气浮-过滤是一种经济有效的污水深度处理工艺。通过小试研究了气浮单元对低浓度二级出水(COD<60mg/L)的处理效果及影响因素。以COD、TP和浊度为水质指标,选取聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)两种混凝剂对气浮的影响进行了对比研究,另外考察了溶气压力和回流比两个参数对三个指标处理效果的影响。结果表明,对于低浓度的二级出水,采用气液混合泵的气浮单元仍能够将COD、TP和浊度分别降低到20mg/L、0.5mg/L和0.5NTU;并且PAC对COD和浊度的去除效果要好于PFS,而PFS对磷的去除率要高于PAC;最后确定了适宜的参数:PFS最佳投加量50mg/L,PAC最佳投加量30mg/L;气液混合泵压力3.5-4.5kgf/cm~2和回流比30-50%。     

家庭漂洗废水冲厕回用处理技术研究

对比了混凝沉淀+微滤装置和逆流共聚气浮装置对家庭漂洗废水的处理效果。结果表明,PAC的混凝效果优于PFS;经两种装置处理后,出水均澄清,浊度均为10 NTU左右,BOD512 mg/L,氨氮7 mg/L;但混凝沉淀+微滤装置占地面积大、不易设备化集成、滤网易堵塞,而逆流共聚气浮装置紧凑易集成,具有良好的应用前景。     

不同滤料滤池去除浊度和有机物的研究

对比分析了炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池3种不同滤池滤料对浊度和有机物的去除效果。结果表明,炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池对浊度的平均去除率分别为85.06%,83.20%和82.82%;炭砂滤池、活性无烟煤滤池和砂滤池运行效果稳定,在控制出水浊度小于0.50NTU的条件下,炭砂滤池和活性无烟煤滤池出水浊度均可100%满足要求,砂滤池可以达到97.22%;炭砂滤池和活性无烟煤滤池对有机物的去除效果相当,而砂滤池对有机物的去除效果较差,3种滤池对CODMn的平均去除率分别为32.11%,32.13%和19.24%,对UV254的平均去除率分别为32.80%,25.91%和15.30%。