反粒度生物滤池初滤水浊度控制研究

在反粒度生物滤池/臭氧-生物活性炭组合工艺处理微污染水源水过程中,存在反粒度生物滤池初滤水浊度过高,进而影响后续臭氧-生物活性炭工艺稳定运行的情况,针对这一问题进行了反粒度生物滤池初滤水浊度控制研究。以反粒度生物滤池出水浊度1.5 NTU为预设目标,通过直接排放初滤水、延时启动、延时与慢速启动联用、降低运行初期滤速、二次絮凝、延时启动后二次絮凝与慢速启动联用等6种技术措施对反粒度生物滤池出水浊度进行了控制研究。结果表明,直接排放初滤水至出水浊度1.5 NTU需要40 min,初滤水排放量约占每一个运行周期处理水量的1.4%,浪费了大量水资源;另外5种措施对浊度控制有一定效果,其中,延时10 min后缓慢启动并进行二次絮凝(絮凝剂投加量为7 mg/L,投加时间为30 min)工况下,初滤水浊度峰值10NTU,10 min内初滤水浊度可降至1.5 NTU,控制效果较为理想。     

活性炭滤池中颗粒物数量和粒径分布的研究

结合水厂水处理工艺及活性炭深度处理装置,探讨了生物活性炭滤池出水中颗粒物数量的变化及粒径分布规律。结果表明,在过滤周期内活性炭滤池出水颗粒物数量与浊度会出现相似的变化规律,二者之间相关性较好,但活性炭滤池出水浊度的变化滞后于颗粒物数量的变化。生物活性炭滤池过滤初期,滤后水中大于2μm的颗粒物数量可达到111个／mL,50min后数量降至50个／mL以下。生物活性炭滤池出水中大于2μm的颗粒物主要由粒径为2～7μm的颗粒物组成。     

优化砂滤池对高氨氮原水处理效果的中试研究

在当前原水氨氮日益升高的情况下,优化砂滤池对氨氮的处理效果尤为关键。在原水中投加NaOH和NH4Cl溶液,中试结果表明:投加NaOH溶液后,原水pH值上升至8.5左右,而待滤水pH值只上升至7.6左右;滤后水DO的高低与滤池处理效果呈现一定的正相关。待滤水氨氮为0.91~1.90 mg/L,未投加NaOH溶液时,待滤水pH值在6.80~7.00,砂滤池对氨氮的平均去除率为54.81%;待滤水氨氮为1.25~1.91mg/L,投加NaOH溶液后,待滤水pH值在7.02~7.68之间,砂滤池对氨氮的平均去除率为70.26%。当待滤水氨氮升高至2.0mg/L时,滤后水中没有明显的NO-2-N积累,而当原水水质明显变差,待滤水氨氮升至2.38~3.21mg/L时,氨氮处理效果受到DO影响,NO-2-N有一定的积累。投加NaOH溶液一段时间后,即使待滤水浊度有较大幅度的升高,滤后水浊度均能稳定在0.3 NTU以下,显示出对浊度较好的去除效果。     

超滤膜与砂滤池的对比试验研究

通过超滤膜与常规工艺及生物活性炭滤池组合试验,研究了超滤膜与砂滤池在不同工艺中的水质净化效果。试验表明,超滤膜可有效降低出水浊度、颗粒数并拦截微生物,稳定出水水质的同时提高水质安全性;而砂滤池出水浊度、颗粒数及微生物数量较大,且颗粒数易随进水变化而波动。     

强化活性炭滤池过滤性能的试验研究

采用在活性炭滤池前端投加不同药剂的方法深度净化某水厂沉淀池出水,考察了不同滤池形式、聚合氯化铝(PAC)投加量和阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)投加量对沉后水浊度的去除效果。结果表明,在下向流滤池前端投加0.3 mg/L的PAC和0.03 mg/L的PAM可以明显强化活性炭滤池的过滤效果,使出水浊度小于0.1 NTU;与砂滤池出水相比,活性炭滤池对浊度的去除率提高了16.6%,CODMn去除率提高了56%;相应的滤池水头损失增加较快,但仍可以满足运行周期不小于24 h的设计要求;滤后水中铝和溴酸盐含量均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)要求。     

基于时序神经网络的絮凝剂精准投加控制系统研究

自来水厂的混凝沉淀过程受水力条件、原水水质、絮凝剂投加量、水温、pH等多个因素影响，具有非线性、大时滞、多扰动等特点。传统的人工投加方式依赖主观经验，难以根据环境和水质变化动态准确地调整絮凝剂投加量，容易引发沉淀池出水水质不稳定或药物过量投加等问题。为此，研发了一种由分布式水下监测平台与时序神经网络预测模型结合PID控制算法构成的絮凝剂精准投加控制系统。首先，基于机器视觉的图像分割算法分析矾花颗粒面积占比和颗粒形态学特征，通过多维度综合研判絮凝反应效果，并对絮凝效果偏差的情况提供预警功能；其次，基于数据库中长期的监测数据，迭代训练时序神经网络预测模型，对出水浊度进行多步超前预测，突破了絮凝沉淀过程的大时滞响应与多因素扰动对自动控制算法带来的挑战。结果表明，采用精准投加控制系统后，出水浊度的波动幅度降低了62%，絮凝剂投加量减少了25%，在保证出水水质稳定的前提下，可以实现大幅降低药剂投加量的目标。     

在线颗粒计数仪在自来水厂水质监控中的应用

利用在线颗粒计数仪和在线浊度仪对超低浊度(0.5 NTU以下)进水的砂滤池运行情况进行了在线监控研究。结果表明,反冲洗结束后10 min内,滤池出水浊度可降至0.1 NTU以下,粒径2μm的颗粒物总数可降至50个/mL以下;稳定运行后,滤池出水浊度维持在0.05 NTU以下,粒径2μm的颗粒物总数维持在30个/mL以下,滤池运行周期为48 h。当滤池出水水质发生波动时,在线颗粒计数仪比浊度仪的响应更迅速。在线颗粒数监测技术作为在线浊度监测技术的补充,可以有效提高出水的生物安全性,保障饮用水安全,为自来水厂的运行管理提供强有力的技术支撑。     

BAC滤池对浊度和颗粒数的控制研究

传统的贾第鞭毛虫和隐孢子虫（简称“两虫”）检测方法存在诸多不足，为此选用浊度和颗粒数作为“两虫”的替代指标，以对浊度和颗粒物的去除率来衡量生物活性炭（BAC）滤池对“两虫”的控制效果。试验结果表明：采用颗粒数表征滤后水水质比采用浊度更适宜。过滤初期颗粒数从峰值降到50个／mL以下所需的时间比浊度降到0．1NTU所需的时间多1h左右。正常过滤期间BAC滤池进水浊度一般在0．1NTU以下，经过BAC滤池处理后，浊度得到进一步降低，平均去除率为52．7％。炭层对浊度的去除率为56．4％，其出水浊度基本上都低于0．05NTU，而砂层对浊度不但没有去除能力，反而使出水浊度平均上升了约3．7％。炭层对颗粒物的平均去除率为33．3％，砂层对颗粒物的平均去除率为8．5％。     

聚合氯化铝在气浮工艺中的应用

采用阳离子助滤剂PAC代替阴离子助滤剂PAM的方法,解决了气浮处理的微气泡问题,提高了滤后水水质.通过小试和中试对两种助滤剂的助滤效果、药剂的安全性以及经济成本做了分析.与单独投加16 mg/L FeCl3相比,投加12.0 mg/L FeCl3和0.25 mg/L PAC能满足出水浊度的要求(＜0.3 NTU),且每千吨水药剂成本可节省4.20元.但投加助滤剂会降低滤池的运行周期.     

二次微絮凝中试试验研究

为改善砂滤池过滤效果,开展了混凝沉淀后出水二次微絮凝中试试验研究。结果表明:针对南方某自来水厂原水常规水质,当待滤水浊度在4NTU以下,常规絮凝工艺与二次微絮凝工艺对浊度的处理效果相当;当待滤水处于4～9NTU时,二次微絮凝工艺有效降低滤后水的浊度;不论常规絮凝工艺还是二次微絮凝工艺,只要把待滤水浊度控制在1NTU左右,滤后水浊度可以控制在0.1NTU左右;二次微絮凝工艺对TOC与三氯乙醛的处理效果都优于常规絮凝工艺;当二次投加PAC的量为0.3mg/L时,滤后水铝含量远低于国标限值。     

三种典型砂滤池过滤参数优化及过滤性能对比

通过研究国内外三种典型石英砂滤池的出水浊度、颗粒数以及水头损失,对比分析了不同滤速条件下三种滤池的过滤性能,以期达到优化过滤参数及优选滤料的目的。结果表明,水头损失是各滤池过滤周期的主要限制因素,同等条件下美国级配滤料滤池的水头损失增长速率最大,其次是国内级配滤料滤池、国内均质滤料滤池;不同滤速条件下各滤池的出水浊度均保持稳定,国内级配滤料滤池出水浊度在过滤周期末段有上升趋势;出水中颗粒数随着滤速的增加而增大,增大滤速会降低滤池对小颗粒的截留效率,国内均质滤料滤池出水的颗粒含量最低,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,各滤池对粒径为3~5μm的颗粒物去除效果最差。综合各因素,国内均质滤料滤池的过滤性能最佳,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,三者的最佳滤速分别为(6~7)、8、4 m/h。     

臭氧/生物活性炭工艺的微生物泄漏控制研究

臭氧/生物活性炭工艺在广泛应用并取得良好效果的同时也存在一定的微生物泄漏风险,并且活性炭工艺出水中的颗粒物会保护细菌,降低消毒工艺的灭活效率。研究了臭氧/生物活性炭工艺工况的改变对出水中异养菌和颗粒物数量的影响,并通过炭后水的消毒试验,确定能够保障出水水质生物安全性的消毒剂量及适宜的颗粒数控制水平。投加臭氧对臭氧/生物活性炭工艺出水异养菌数量的影响甚微,但能够减少出水中颗粒物数量;在滤速为5~9 m/h范围内,改变滤速并没有影响出水中异养菌及颗粒物数量;当臭氧投加量为1 mg/L、滤速为7 m/h时,出水异养菌及颗粒物数量分别为10~(4.01)CFU/m L和86 CNT/m L。气水联合反冲洗能够更长时间地维持出水异养菌数和颗粒数分别在10~(4.05)CFU/m L和100 CNT/m L以下。当臭氧/生物活性炭工艺稳定运行时,炭后水中颗粒物数量在50~100 CNT/m L之间,此时1.5 mg/L的氯消毒剂浓度能够保障出水水质的生物安全性,并且颗粒物的存在会增加细菌抵抗消毒剂的能力,同时出水中颗粒物数量的增加也会降低消毒剂的灭活效率。当消毒剂投量为1.5 mg/L时,粒径2μm的颗粒物数量应控制在150 CNT/m L之内。     

高效滤池用于城镇污水厂提标改造的中试研究

采用可以同步去除TN、NH_3-N、SS的高效滤池,以天津市某城镇污水处理厂的二沉池出水为中试进水,通过改变投药量、进水水质、滤床深度等条件,测定不同进水水质时高效滤池反应器对污染物的去除情况。结果表明,碳源充足时,TN平均去除量为9.7 mg/L;投加絮凝剂后,出水SS可达到5 mg/L以下;系统对NH_3-N的去除能力有限,当进水NH_3-N5 mg/L时,出水浓度难以稳定降到1.5 mg/L以下。     

自来水厂砂滤和预氧化技术试验研究

由于自来水厂出水浊度上升,对已运行7年多的部分滤池进行了更换滤砂的改造,用显微镜观察了改造前后的滤砂外观,检测了滤砂的级配、含泥量、滤池的膨胀率和反冲洗效果;对滤池的出水水质进行了千余次对比检测,并进行了统计分析,寻找滤后水水质波动的原因。比较了加氯或加高锰酸钾等不同化学预氧化剂对水处理效果的影响。采用加氯和高锰酸钾的组合工艺,提高了铁、锰和浊度的去除率。加强预氧化可以延长滤池的寿命,节省滤池改造的费用,经济效益显著。     

三种深度处理工艺出水的微生物安全性比较

分别从浊度、颗粒数、细菌总数、HPC和浮游动物等方面进行研究,探讨了炭砂倒置工艺、炭砂滤池以及炭砂滤池/超滤复合工艺等三种给水深度处理技术对微生物安全性的保障作用。结果表明,炭砂滤池/超滤复合工艺对微生物的安全保障能力大大高于其他两种工艺。炭砂滤池/超滤复合工艺的出水水质非常稳定,浊度一般为0.01～0.03 NTU左右,平均为0.022 NTU,粒径2μm的颗粒数10个/mL;而其他两种工艺的出水浊度一般在0.1 NTU左右,颗粒数一般为几十至几百个/mL,且水质波动较大。炭砂过滤和炭砂倒置等两工艺出水的细菌总数和HPC均较高,存在一定的微生物风险;炭砂倒置工艺中的砂滤对降低微生物数量起到重要作用;复合工艺出水的细菌总数和HPC均很低。浮游动物能穿透炭砂滤层而出现在出水中;炭砂倒置工艺出水中的浮游动物数量有较大下降;复合工艺对浮游动物的截留效果非常好,出水中几乎不含浮游动物,只是偶尔检出数个轮虫。     

快滤池接触过滤法处理低温低浊度研究与应用

以快滤池作为实验对象滤速和絮凝剂的投加量,检测SS去除率和滤料的单位处理能力的变化,结果表明：接触过滤法对ss的去除效果较好,去除率大干70％,可以将絮凝剂投加量控制在10mg／L,适当提高滤速来提高接触过滤法的处理能力和处理效果。     

聚合硫酸铁对东江原水的适用性试验研究

研究聚合硫酸铁对东江原水的适用性,考察其投加量、色度问题,对p H值的影响,对浊度、有机物、消毒副产物的去除效果以及药耗成本分析等。试验结果显示:针对试验水质,达到同一出水浊度的效果,聚合硫酸铁的投加量约是聚氯化铝的2.5~3倍;聚合硫酸铁处理后出水存在色度问题,经过炭滤池或砂滤池处理后与出厂水没有明显差别;对于东江常规水质,高投加量的聚合硫酸铁处理后出水pH值下降明显,聚合硫酸铁对有机物的去除效果优于聚氯化铝,对三卤甲烷生成势的去除没有明显优势;对于高有机物的运河水质,高投加量的聚合硫酸铁在浊度处理方面比聚氯化铝有优势,且COD、TOC处理效果优于聚氯化铝,但对运河水的UV_(254)基本没有去除效果,聚合硫酸铁的处理成本高。     

二次微絮凝工艺在饮用水生产中的应用

结合生产工艺现状,天津塘沽中法供水有限公司所辖水厂采用二次微絮凝工艺,在原有加药方式基础上增加了沉淀后二次投药点,以期改善过滤效果.结果表明,采用FeCl3作为二次微絮凝混凝剂,在投加量为4 ～6 mg/L的条件下能保证出厂水浊度≤0.2 NTU.在实际应用中,二次微絮凝工艺可使滤后水浊度降低40％,同时制水药剂单耗较一次加药方式可降低18％左右.由于该絮凝方式对滤池的运行周期有较大影响,因此需要加强滤池运行及反冲洗优化管理,以保持水质稳定.     

采用二次投氯消毒法恢复滤池的过滤能力

盐城市城西水厂建于1984年,处理规模:11.5×10 4 m3/d ,采用普通快滤池。2 0 0 3年7月汛期,该厂出水水质严重超标,浊度>1.0NTU ,色度>15倍(最高达2 5倍)。分析原因:洪水水位回落期原水的有机物含量明显增高,滤池滤料颗粒外的泥膜很厚,滤料的吸附截污能力明显下降,滤层被穿透。为解决这一问题,首先采用一次投氯消毒法恢复滤池的过滤能力,即一次性向滤池内投加一定量的Na ClO溶液(浓度为8% ) ,浸泡12h以上再用水反冲洗。在消毒过程中每3h测一次水样,但都测不到余氯。究其原因,一是滤料上的泥膜过厚,NaClO溶液未能将其全部分解;二是从滤料…     

阳离子高分子絮凝剂用于低温低浊水处理

在低温低浊水 (T <1 0℃ ,C0 <1 0NTU)处理中 ,投加阳离子聚合物作主絮凝剂或助凝剂 ,采用微絮凝—深床直接过滤 ,不仅能优化出水水质、延长滤程、提高产水量 ,且能显著降低药剂成本 ,减少污泥体积。其最佳絮凝效果主要取决于 :原水浊度、原水温度、聚合物分子量、聚合物投加量 ,混合强度等