中小水厂水质突变时期强化消毒工艺的措施及效果

夏季台风及暴雨期间,该水厂原水水质波动较大,短时间内存在原水水质中细菌数量突发性陡增,日常的次氯酸钠消毒工艺对细菌控制存在潜在风险。针对该情况,对消毒系统进行升级改造,制定了优化消毒剂投加点、提高消毒剂浓度、联合消毒剂投加种类、升级消毒剂投加设备等一系列科学可行的改造措施,以期通过增加原水预氧化和提高次氯酸钠在水中CT值,消除出水微生物潜在安全风险。系统优化改造后,消毒效果明显提升,滤前、滤后、出厂水菌落总数显著下降,滤前平均菌落总数下降了32.5%,出厂水菌落总数由0～10CFU/mL稳定至0CFU/mL,远低于内控标准;对消毒副产物的控制能力进一步提升,三氯甲烷含量较改造前降低了25.7%;工艺改造对其他水质指标均未造成不良影响,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)标准。     

强化混凝对三氯乙醛前体物的去除效能评价

以我国南方某微污染水源水为研究对象,研究聚合氯化铝(PACl)混凝及聚丙烯酰胺(PAM)、壳聚糖、活化硅酸助凝对水合三氯乙醛(CH)前体物的去除效果。结果表明,当PACl投加量为6 mg/L时对水合三氯乙醛生成势(CHFP)的去除效果最佳,去除率为52.94%,且对浊度、COD_(Mn)、DOC、UV_(254)也都有较好的去除效果;当PAM投量为0.12 mg/L时,对CHFP的去除效果最好,最大去除率提高了19.55%;当壳聚糖投加量为0.16 mg/L时,对CHFP的去除率最大,提高了14.96%;而活化硅酸助凝不适于对CH前体物的去除。     

次氯酸钠消毒工艺在东江原水自来水厂的应用

将低pH东江原水的自来水厂消毒方式由氯气改为次氯酸钠,分析运行一年来的微生物、pH等数据并进行成本核算。结果表明,改造后出厂水及管网末梢水微生物均未检出,完全达到与氯气相同的消毒效果;与氯气相比,投加次氯酸钠能提高出厂水pH0.2~0.3,并显著降低氢氧化钠的投加量,从而消毒和投碱的运行成本由改造前0.0238元/m~3降低至0.0203元/m~3。     

城镇污水处理厂次氯酸钠消毒效果的影响因素研究

次氯酸钠消毒是目前我国城镇污水处理厂应用最广泛的一种消毒方式,但行业内对次氯酸钠的运行参数如投加量等及其消毒效果尚未达成共识。为此,以执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准的某城镇污水处理厂二沉池出水为研究对象,开展了以次氯酸钠为消毒药剂的加氯消毒试验。结果表明,二沉池出水的粪大肠菌群对数去除率与消毒工艺中的有效氯投加量、接触时间以及水温均呈正相关,消毒后出水的氧化还原电位(ORP)可间接表征消毒效果,CT值(接触时间T×接触时间结束时消毒剂残留浓度C)可指导消毒药剂的投加量。在保持接触时间为12 min的前提下,当有效氯投加量为3. 67 mg/L时,粪大肠菌群对数去除率可达到2. 5-lg以上,确保消毒后出水的粪大肠菌群数达到一级A排放标准,此时,ORP为578m V,总氯CT值为7. 6 mg·min/L,游离氯CT值为3. 3 mg·min/L。     

自来水厂采用次氯酸钠消毒对调节pH值的效果研究

以南方某自来水厂的砂滤池出水为研究对象,通过在不同条件下进行次氯酸钠投加试验,研究了采用次氯酸钠消毒对砂后水pH值的调节效果。研究结果表明,随着次氯酸钠投加量的增加,水体pH值逐渐升高,投加1.0、1.5、2.0mg/L的次氯酸钠能够将砂后水的pH值从6.9分别提高至7.7、7.9和8.0;同时,次氯酸钠的游离碱含量越高,对砂后水pH值的调节效果越明显。但次氯酸钠调节砂后水pH值的效果受原水水质的影响,在不同水质条件下,效果有显著差异。当自来水厂采用次氯酸钠消毒代替液氯消毒时,建议保留投碱系统以保证出厂水pH值达标。     

城市污水处理厂尾水消毒应急提标改造研究

在某城市污水处理厂一级A应急提标改造过程中,研究了不同尾水消毒方式的消毒效果,发现当水量高于6 500 m~3/h时,无法仅通过紫外线消毒使出水水质达到一级A排放标准。可以通过投加2. 0 mg/L的次氯酸钠,或采用紫外线与投加1. 0 mg/L的次氯酸钠组合方式使出水粪大肠菌群数稳定达到一级A排放标准。在该污水处理厂应急提标阶段,选择紫外线与次氯酸钠组合的消毒方式,既能够保证出水水质稳定达到一级A排放标准,又可以最大限度节省运行成本。     

次氯酸钠消毒工艺在南方某自来水厂的应用

南方某自来水厂2018年将液氯消毒改为次氯酸钠溶液,分析对比了改造后12个月的实际运行情况。结果表明,使用次氯酸钠溶液消毒不会降低消毒效果,出厂水微生物指标可达到《生活饮用水卫生标准》要求。投加次氯酸钠溶液能有效提升出厂水p H值,减少氢氧化钠溶液的使用量,消毒剂和氢氧化钠溶液的吨水综合成本由改造前的0. 036 3元/m3降低至0. 0302元/m3。     

氯化与氯胺消毒生成消毒副产物的对比研究

通过小试试验,对比研究利用氯化和氯胺消毒对生成消毒副产物的影响。结果表明,随着次氯酸钠投加量的增加,氯胺消毒和氯化消毒产生的三卤甲烷均呈现逐渐增长的趋势,氯胺消毒产生的三卤甲烷明显比氯化消毒低,可降低76.58%;受限于前体物,氯化消毒产生的三氯乙醛随次氯酸钠投加量增加没有明显的变化趋势,氯胺消毒则呈现逐渐增长的趋势,氯胺消毒产生的三氯乙醛明显低于氯化消毒,可降低83.41%。     

间歇/串联式次氯酸钠发生器在农村地表水厂的应用

为适应中小型农村供水工程消毒需要,提高次氯酸钠产量和电解效率,间歇/串联式次氯酸钠发生器通过两个电极串联实现同电流、相互独立电解,在实验室研究的基础上进行设备定型,并应用在重庆农村地表水厂。研究结果表明,该间歇/串联式次氯酸钠发生器在盐水浓度为3%、盐水体积为120 L、电解时间为300 min条件下,有效氯产量为1 038 g,运行成本可低至6. 55元/kg。设备定型后在重庆农村地表水厂取得了良好的应用效果,当滤前和滤后消毒剂投加量为1. 4 mg/L时,有效保障了出厂水和管网末梢水的微生物安全性,且运行成本仅为0. 01元/m3。间歇/串联式次氯酸钠发生器在下一步推广应用过程中需重点提高设备的可靠性、确保适宜的消毒剂投加量,并重视消毒副产物的测试与消毒剂的储存等工作。     

阳澄湖水源水中藻类的去除研究

藻类是水源水的微污染物,其大量生长将给水厂制水和饮水安全带来诸多影响。试验对比了次氯酸钠氧化除藻,硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)混凝沉淀除藻以及氧化和混凝联合除藻的效果,并对次氯酸钠、硫酸铝、聚合氯化铝的投加量以及处理时间进行了优化,确定了经济合理的除藻方案。结果表明,当次氯酸钠投加量为30 mg/L、接触氧化时间为20 min时,除藻率为95.4%;当硫酸铝投加量为140 mg/L时,除藻率为87.3%;当聚合氯化铝投加量为120 mg/L时,除藻率为87.1%;在25 mg/L次氯酸钠+120 mg/L硫酸铝条件下,除藻率为98.3%,沉后水浊度为0.411 NTU;在25 mg/L次氯酸钠+110 mg/L聚合氯化铝条件下,除藻率为98.0%,沉后水浊度为0.379 NTU。次氯酸钠的助凝作用大大强化了混凝沉淀效果,从而使沉后水浊度降低,既有效提高了除藻率,又减轻了水厂后续工艺的负荷。     

气田压裂返排液氧化处理实验研究

以四川某气田压裂返排液为研究对象,采用破胶絮凝处理后进行氧化对比实验,氧化剂选用高锰酸钾、过硫酸钾、次氯酸钠、Fenton试剂。研究表明,絮凝实验最佳条件为氧化钙、硫酸铝和硫酸亚铁投加量分别为3 ,1,1 g/L。4种氧化方法的最佳实验条件为：高锰酸钾投加量0.5 g/L,pH值为4;过硫酸钾投加量0.25 g/L,pH值为6;次氯酸钠投加量15 g/L,pH值为4;Fenton氧化方法pH值为3.5,双氧水投加量25 g/L,七水硫酸亚铁投加量10 g/L。出水CODCr最多可降至800 mg/L左右,最大CODCr去除率72.96％,处理效果良好,为后续处理创造了条件。     

再生水紫外和氯单独与组合消毒试验研究

采用紫外、氯单独与组合方式对再生水处理过程的超滤出水进行了消毒试验,研究了消毒对指示性微生物的去除效果,以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明:在紫外线剂量为25 m J/cm2、有效氯投加量为2 mg/L的最佳组合消毒工艺条件下,对细菌总数的去除率为99.94%,出水总大肠菌群数和粪大肠菌群数均小于3 CFU/L,消毒后总大肠菌群指标满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)的要求。THMs的生成量随着有效氯投加量的增加而增加,在最佳组合消毒工艺下其生成量为15.19μg/L,比氯单独消毒(有效氯投加量为4 mg/L)时减少了55.36%。     

城镇污水处理厂次氯酸钠消毒影响因素及优化研究

以典型城镇污水处理厂滤池出水为研究对象,对次氯酸钠消毒主要影响因素进行了分析,并从有效氯投加量和消毒效果表征指标两方面对工艺优化分别开展了研究。结果表明,有效氯投加量、接触时间、混合条件和粪大肠菌群数对消毒效果影响显著,氨氮浓度对消毒效果影响较小;静置下温度对消毒效果影响显著,搅拌下温度对消毒效果的影响可以忽略;当搅拌接触时间≥10min时,有效氯投加量为0.75 mg/L即可确保滤池出水消毒后的粪大肠菌群数稳定达到一级A标准;典型深度处理工艺沿程粪大肠菌群数明显降低,与二沉池出水相比,滤池出水粪大肠菌群数平均降低85%;对于一级A及以上标准的城镇污水处理厂,接触时间≥10 min时滤池出水消毒的有效氯投加量为1 mg/L,接触时间<10 min时滤池出水消毒的有效氯投加量可增至1.25 mg/L;优化的有效氯投加量（1～1.25 mg/L）明显低于调研的全国高排放标准城镇污水处理厂的平均有效氯投加量（3.69 mg/L）;当有效氯投加量为1 mg/L时,滤池出水接触30 min的余氯（0.02～0.16 mg/L）明显低于调研的全国高排放标准城镇污水处理厂的平均余氯（1.12 ...     

联合预氧化处理铁锰污染原水的研究及应用

晋江市梅岭水厂设计供水规模为45万t/d,其中二氧化氯采用负压式复合型二氧化氯发生器制备。当原水出现铁、锰超标时,若单独采用二氧化氯作为消毒剂和预氧化剂来处理铁锰污染原水,随着二氧化氯投加量的增加,消毒副产物亚氯酸盐和氯酸盐超标风险随之增大。针对该问题,笔者采用二氧化氯-次氯酸钠联合预氧化消毒法进行试验研究,二氧化氯投加点位模拟采用絮凝前和滤前投加,次氯酸钠投加点位模拟采用滤后投加。试验结果表明：当原水受铁锰中度污染时（原水铁含量<1.66 mg/L、锰含量<0.68 mg/L）,可有效去除铁、锰污染物,保证滤后水铁≤0.01 mg/L、锰≤0.01 mg/L、氯酸盐≤0.63 mg/L、亚氯酸盐≤0.66 mg/L、余二氧化氯≥0.55 mg/L。试验和实践表明,二氧化氯-次氯酸钠联合预氧化消毒法可有效解决梅岭水厂原水受铁锰中度污染的问题,但当原水受铁锰重度污染时（原水铁含量≥1.66 mg/L、锰含量≥0.68 mg/L）,采用该方法会导致消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐均超标,故不建议采用二氧化氯-次氯酸钠联合预氧化消毒法解决原水铁锰重度污染的问题。     

次氯酸钠与液氯消毒效果及消毒副产物对比分析

目的研究水厂消毒方式由液氯转变为次氯酸钠后对出厂水消毒效果与消毒副产物的影响。方法采集6家水厂转变消毒方式前后出厂水水样共22份,检测消毒效果与13种消毒副产物的指标水平。结果两种消毒方式出厂水消毒效果与13项消毒副产物指标均合格;次氯酸钠消毒出厂水中游离余氯、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、三氯乙醛的浓度均高于液氯消毒,差异具有统计学意义(P<0.05);出厂水游离余氯浓度≥1 mg/L时,消毒副产物中的一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、三氯乙醛浓度均比游离余氯浓度水平<1 mg/L时升高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。连续1个月测定有效氯含量均为10%的次氯酸钠消毒剂,32℃保存条件下有效氯含量为原含量的67.40%,4℃保存条件下有效氯含量为原含量的89.51%。结论两种消毒方式均具有较好的消毒效果,部分消毒副产物指标差异受到消毒剂种类、有效氯含量的影响。     

臭氧化对臭氧耦合ASBR/SBR工艺硝化、反硝化的影响

针对臭氧耦合ASBR/SBR污泥减量化工艺,研究了臭氧氧化对硝化和反硝化能力的影响。结果表明,在臭氧投加量为0.074gO3/gSS左右的条件下,系统进水的COD平均值由氧化前的659mg/L增加到氧化后的713mg/L,碳源量提高了8.2%。进水氨氮由34.3mg/L增加到39.9mg/L,出水氨氮由1.7mg/L升高至1.9mg/L,硝化能力基本未受到影响。SBR段的出水NO3--N平均值由5.85mg/L下降为2.2mg/L,表明系统的反硝化能力增强。投加臭氧前后,系统进水TN平均值分别为49.1mg/L和52.9mg/L,出水TN平均值分别为10.9和13.4mg/L,对TN的平均去除率分别为77.7%和74.6%。可见,臭氧氧化未对SBR段的硝化和反硝化效果产生明显影响。     

NaClO和PAA对医院污水MBR污泥消毒的研究

使用次氯酸钠和过氧乙酸(PAA)对处理医院污水的MBR污泥进行消毒试验。以细菌总数、总大肠菌群数和粪大肠菌群数作为消毒指标,研究发现两种消毒剂均有效,前者效果略优于后者。当污泥浓度(MLSS)为6 000 mg/L、接触时间为1 h、消毒剂投量200 mg/L时,随消毒剂投量的增大,对细菌总数和总大肠菌群数的对数去除率的增幅变小,对粪大肠菌群数的对数去除率的增幅则比前二者大,可见细菌、总大肠菌群抵抗两种消毒剂的能力均高于粪大肠菌群。次氯酸钠和过氧乙酸投量较大时消毒作用均主要发生在前10 min,之后过氧乙酸的消毒作用仍然增加,而次氯酸钠的消毒作用基本保持不变;次氯酸钠的消毒作用明显比过氧乙酸快,但消耗量大。     

不同材质粉末炭对三氯乙醛及其前体物的吸附效能

为了提高饮用水水质安全保障水平,分别以三氯乙醛(CH)水溶液和南方某水库水为研究对象,考察了木质、煤质和椰壳等3种粉末活性炭(PAC)对CH及其前体物的控制效果,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)对水中的溶解性有机物(DOM)进行表征。结果表明,3种PAC对CH均有良好吸附作用,最优投加量为60 mg/L,去除率分别为77. 46%、78. 22%和81. 36%; 3种PAC在反应初期(0～0. 25 h)对CH的吸附速率最快,吸附1. 0 h后PAC吸附趋于饱和状态;椰壳PAC对CH前体物的去除效果稍优于木质和煤质PAC,最优投加量为30 mg/L,此时去除率为61. 39%,而木质和煤质PAC最优投加量均为50 mg/L,相应的去除率分别为62. 22%和58. 06%。3D-EEM分析显示,PAC主要通过吸附水中的芳香性蛋白质类有机物和微生物代谢产物来控制三氯乙醛生成势(CHFP)。     

城镇污水处理厂消毒设施运行调研与优化策略

我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)将粪大肠菌群数列为出水基本控制指标之一,要求污水处理过程中必须进行消毒,以降低病原微生物对人畜产生的健康风险。为了解污水处理消毒设施运行的效果,对全国56座城镇污水处理厂进行了调研,分析了消毒单元存在的问题并提出应对措施。调研结果表明,采用次氯酸钠和二氧化氯作为消毒剂的污水处理厂数量占调研总量的91. 6%。次氯酸钠和二氧化氯消毒的优势在于持久性效果较好以及运行管理相对简单。但调研数据显示,72%的污水处理厂有效氯投加量为1～4 mg/L,14%的污水处理厂有效氯投加量过高,超过了6 mg/L;消毒接触时间≥30 min的污水处理厂仅占43%,消毒接触时间≤10 min和≤2 min的污水处理厂分别占28%和17%;此外,50%的污水处理厂未对消毒后的总余氯含量进行测试,在已检测该指标的污水处理厂中,总余氯浓度≥0. 20 mg/L的占70%。针对调研中发现的问题,结合文献报道以及试验数据,提出了污水处理厂消毒设施优化运行建议,并展望了未来的主要研究方向,以期为城镇污水处理厂更合理地设计、运行消毒设施提供理论依据和技术指...     

膜生物反应器的膜清洗助剂优化

为了提高次氯酸钠的膜清洗效果,考察了几种表面活性剂、渗透剂和络合剂对次氯酸钠膜清洗效果的影响,并根据清洗效果和清洗剂成本优选膜清洗助剂。结果表明,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十二烷基硫酸钠(SDS)对次氯酸钠的清洗效果没有明显影响,而表面活性剂雷米邦A和渗透剂JFC对次氯酸钠的膜清洗效果有一定改善,但清洗剂成本较高。渗透剂AEP和络合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)不仅能提高次氯酸钠的膜清洗效果,而且药剂成本较低,适合作为膜清洗助剂。在相同的次氯酸钠浓度和体积下,投加150 mg/L AEP或100 mg/L EDTA二钠时,膜清洗效率分别提高了20%和19%,清洗剂成本仅分别增加0.10和0.13元/m2。