炭砂濾池處理引黃水庫水試驗研究

1、山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文蠢炭砂濾池處理引黃水庫水試驗研究表格個插圖幅評閱人：指導(dǎo)教師：學(xué)院院長：學(xué)位論文完成日期：羞計：學(xué)位論文頁 幽原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得山東建筑大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人承擔本聲明的法律責任。學(xué)位論文作者簽名：起紅整日期衛(wèi)壟：學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本學(xué)位論文作者完全了解山東建筑大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：山東建筑大學(xué)有權(quán)保留并向國家有

2、關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)山東建筑大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或其它手段保存、匯編學(xué)位論文。保密論文在解密后遵守此聲明。學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本研究是“國家水體污染控制與治理重大科技專項“飲用水安全保障技術(shù)體系研究與示范主題中“黃河下游地區(qū)飲用水安全保障技術(shù)研究與綜合示范項目中課題三“高藻引黃水庫水常規(guī)工藝強化集成技術(shù)研究與示范”的子課題“技術(shù)集成與組合工藝研究與示范”的部分研究內(nèi)容。本研究以東營勝利油田辛安水廠為研究對象，針對引黃水庫水質(zhì)惡化，氮磷營養(yǎng)物質(zhì)含量高，藻和

3、嗅味物質(zhì)污染問題突出等特點，為滿足新水質(zhì)國標生活飲用水衛(wèi)生標準（）的要求，將該水廠一組砂濾池改為炭砂濾池，開展試驗研究。研究的主要內(nèi)容有：（）對比炭砂濾池與砂濾池的凈水效果，并進行分析；（）研究炭砂濾池的反沖周期；（）探討適于辛安水廠活性炭的再生技術(shù)方案。通過比技炭砂濾池與砂濾池出水水質(zhì)發(fā)現(xiàn)，炭砂濾灑對濁度、嗨、氨氮的去除效果均明顯優(yōu)于砂濾池。炭砂濾池對、氨氮的平均去除率分別達到、，砂濾池對、氨氮的平均去除率分別為、。試驗期間，原水的藻類數(shù)量達到數(shù)量級，常年處于較高水平，達到富營養(yǎng)化狀態(tài)。原水經(jīng)處理后，藻類數(shù)量急劇減少，總?cè)コ蔬_以上。其中，大部分藻類是通過氣浮去除，但過濾單元對藻仍有一定的去

4、除效果，炭砂濾池出水中的藻類數(shù)量略少于砂濾池出水。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，原水中的致嗅物質(zhì)含量比較大，、分別達到、。傳統(tǒng)工藝對嗅味物質(zhì)和的去除極其有限，而活性炭可以有效吸附水中和，去除率高于砂濾池。炭砂濾池對和的去除率分別高達、。對消毒副產(chǎn)物前體物去除方面的研究表明，常規(guī)工藝對消毒副產(chǎn)物前體物的去除能力有限，炭砂濾池可以有效地吸附消毒副產(chǎn)物前體物，去除能力遠高于砂濾池。研究中，炭砂濾池的進水與出水的值均在以上，更好的保證了活性炭上的微生物進行硝化作用，降低水中的氨氮，提高了出水水質(zhì)。本研究以濾池的水頭損失和出水濁度作為控制指標，優(yōu)化炭砂濾池反沖洗周山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文期。從炭砂濾池水頭損失的角度考慮，

5、炭砂濾池的反沖周期為；從炭砂濾池出水濁度的角度考慮，炭砂濾池的過濾周期為。經(jīng)綜合考慮過濾周期與兩指標之間的關(guān)系，最終確定炭砂濾池的過濾周期由出水濁度決定，即過濾周期為。從辛安水廠的實際運行效果來看，炭砂濾池能提高給水廠的出水水質(zhì)，而且不增加基建投資，運行安全、方便、有效，適應(yīng)給水廠的升級改造，并具有示范意義。分析了活性炭再生的必要性以及再生方式，并且比較歸納了各種再生方式的適用條件和優(yōu)缺點。根據(jù)辛安水廠處理規(guī)模和活性炭使用量，從活性炭的再生成本上分析，得出該水廠活性炭再生方案。將飽和活性炭進行再生具有極其重要的工程應(yīng)用價值和經(jīng)濟價值。關(guān)鍵詞：引黃水庫，炭砂濾池，嗅味物質(zhì)，活性炭再生二山東建筑大

6、學(xué)碩士學(xué)位論文（）”，玨：。：？：“”，（）：（）；（）；（），山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文，弱，鋤，一山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文，”“：，山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄摘要第章緒論研究背景我國水資源概況黃河下游地區(qū)水資源概況引黃水庫水質(zhì)概況飲用水活性炭處理技術(shù)國內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀活性炭概述活性炭處理技術(shù)國外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀活性炭處理技術(shù)國內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀一活性炭處理工藝濾池反沖洗簡介反沖洗形式一反沖洗原理課題來源及主要研究內(nèi)容課題來源研究意義及目標主要研究內(nèi)容第章試驗工藝及試驗方法試驗水廠概況一試驗工藝流程及參數(shù)水廠工藝流程工藝運行參數(shù)活性炭優(yōu)選檢測指標與分析方法一常規(guī)指標的分析方法山東建筑大學(xué)碩士學(xué)

7、位論文非常規(guī)指標的分析方法第章炭砂濾池凈水效果研究濁度去除效果有機物去除效果去除效果去除效果去除效果。氨氮去除效果值變化一細菌去除效果一藻類去除效果嗅味物質(zhì)去除效果：三三消毒副產(chǎn)物生成勢本章小結(jié)第章炭砂濾池反沖周期的優(yōu)化研究以水頭損失確定過濾周期以出水濁度確定過濾周期本章小結(jié)活性炭再生的必要性活性炭再生周期的確定活性炭再生方式加熱再生法藥劑再生法濕式氧化再生法生物再生法電化學(xué)再生法微波再生法第章辛安水廠活性炭再生探討山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文超聲波再生法活性炭再生方法的比較一適于辛安水廠活性炭再生方案分析辛安水廠活性炭再生規(guī)模確定一辛安水廠活性炭再生技術(shù)方案一本章小結(jié)第章結(jié)論與建議結(jié)論建議參考文

8、獻一后記“嚴一：。：攻讀碩士學(xué)位期間論宴發(fā)表及科研情況一一山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第章緒論研究背景我國水資源概況目前，我國的水資源存在兩大主要問題：一是水贅源短缺，二是水體污染嚴重。中國水資源總量豐富，但人均淡水資源占有量僅相當于世界人均水資源占有量的，位列世界第位，是聯(lián)合國認定的“水資源緊缺”國家之一。全國多個城市中，多個城市存在供水不足的問題，其中有個城市缺水情況比較嚴重，全國城市缺水年總量達億立方米【¨。近年來，由于非點源污染控制不夠得力和污水處理設(shè)施的滯后，許多生活污水和生產(chǎn)廢水未達排放標準就直接排入水體，使天然水體受到不同程度的污染，水環(huán)境中的污染物質(zhì)日益增多，且污染物成分

9、越來越復(fù)雜。水資源短缺和水體污染問題已成為我國社會與經(jīng)濟發(fā)展的制約因素【。一”年中國環(huán)境狀況公布淡水環(huán)境狀況【】：全國地表水污染依然較重。七大水系總體為輕度污染，浙閩區(qū)河流和西南諸河水質(zhì)良好，西北諸河水質(zhì)為優(yōu)，湖泊（水庫）富營養(yǎng)化問題突出。長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河七大水系總體為輕度污染，條河流個地表水國控監(jiān)測斷面，類、類和劣類水質(zhì)的斷面比例分別為、和。主要污染指標為氨氮、高錳酸鉀鹽指數(shù)和五日生化需氧量。其中，海河為重度污染，遼河、黃河為中度污染，淮河、松花江為輕度污染，長江、珠江水質(zhì)良好。年七大水系水質(zhì)類別對比，如圖所示。贏履癸翱院；英日，鬢劣類圖年七大水系水質(zhì)類別對比年，全

10、國廢水排放總量為億噸，其中，工業(yè)廢水排放量為山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文億噸，生活污水排放量為億噸。由于水污染日趨嚴重，許多飲用水水源受到不同程度的污染，從而使飲用水水質(zhì)變差，影響居民的飲水健康。黃河下游地區(qū)水資源概況黃河是中國的第二大河，發(fā)源于青海省的巴顏喀拉山北麓約古宗列鹽地，自西向東流經(jīng)個省區(qū)，全長公里，水面落差米，流域面積萬平方公里，最終從山東省東營市墾利縣流入渤海灣。黃河被稱為“母親河”，養(yǎng)育著全國的人口，灌溉著全國的耕地【】。但是，黃河水量并不豐沛，水資源量僅占全國河川徑流的。近年來，沿黃城市為了緩解當?shù)厮Y源壓力，保障城市可持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，通過各種有效措施引用黃河水。但是，隨著黃河流

11、域社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量污水排放到流域內(nèi)導(dǎo)致黃河水質(zhì)急劇惡化。年中國環(huán)境狀況公布【】：黃河水系總體為中度污染。個國控監(jiān)測斷面中，一類、類、類和劣類水質(zhì)的斷面比例分別為、和。主要污染指標為氨氮、石油類和五日生化需氧量。黃河干流水質(zhì)總體為優(yōu)，支流總體為重度污染。與上年相比，水質(zhì)無明顯變化。主要污染指標為五日生化需氧量、氨氮和石油類。省界河段為中度污染。檢測的個斷面中，類、類和劣類水質(zhì)的斷面比例分別為、和。主要污染指標為高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量和氨氮。年黃河水系水質(zhì)狀況，如圖所示。一住奢，圖年黃河水系水質(zhì)狀況山東省位于黃河流域的最下游，上游地區(qū)所有的污染問題都集中到了山東段，山東入境斷面水質(zhì)達

12、不到水環(huán)境功能區(qū)類標準要求【】，同中上游地區(qū)相比，黃河所面臨的水質(zhì)污染問題更為復(fù)雜，形勢更為嚴峻。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文引黃水庫水質(zhì)概況黃河下游很多城市通過引水干渠將黃河水引入沉砂池，沉砂后再進入蓄水庫貯存，作為生活飲用水水源。引黃水庫是黃河下游城市儲備飲用水水源的主要形式。引黃水庫水質(zhì)有以下特點【】（）氮磷營養(yǎng)物質(zhì)含量高黃河下游地區(qū)引黃水庫總氮含量嚴重超標，最高時超標倍，且主要為硝態(tài)氮，占總氮的以上。同時，研究表明，氮磷比具備了藻類爆發(fā)的營養(yǎng)條件。（）有機污染嚴重引黃水庫總有機碳（）一般在，耗氧量的平均值，石油類和耗氧量經(jīng)常超標。勝利油田地區(qū)水庫有機物污染尤其嚴重，且波動范圍大，石油類超標

13、近倍；黃河入海地區(qū)耗氧量最高時超過，高達。二一：，（）藻和嗅味物質(zhì)問題突出引黃水庫藻類問題突出，富營養(yǎng)化嚴重。藻類總數(shù)超過個，葉綠素的含量超過。各水庫均檢出二甲基異冰片和土臭素，部分水庫藻毒素超過地表水標準限值（）。（）黃河末端水庫苦咸離子超標黃河末端水庫地處鹽堿地區(qū)，由于成庫時間早，水庫襯底老化，導(dǎo)致海水入侵，使引黃水庫水存在硫酸鹽、氯離子、氟化物等苦咸離子超標問題。引黃水庫尤其黃河末端引黃水庫溴離子普遍高于內(nèi)陸地區(qū)，其中勝利油田辛安水庫的溴離子高達。（）毒理學(xué)風(fēng)險在水庫水蓄存期間，明顯上升。致突變試驗呈現(xiàn)為陽性或弱陽性，能夠檢出痕量有毒有機污染物。飲用水活性炭處理技術(shù)國內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀活

14、性炭吸附是國內(nèi)外水廠處理微污染水源和改善水質(zhì)處理效果最成熟有效的方法之一?；钚蕴繉λ械纳取⑿嵛段镔|(zhì)、有機物、消毒副產(chǎn)物等具有很好的去除效果。目前，大部分以地表水為水源的水廠采用活性炭吸附的方法去除水中的嗅味和色度。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文活性炭概述活性炭類型活性炭是一種多孔性物質(zhì)，有巨大比表面積，吸附能力強。按照不同的分類方法，活性炭可以分為不同的種類，如表所示表活性炭的分類分類方法類別材質(zhì)木質(zhì)活性炭、煤質(zhì)活性炭、果殼活性炭和竹質(zhì)活性炭等形狀顆?；钚蕴?、粉末活性炭和纖維狀活性炭制造方法氣體活化法和化學(xué)品活化法用途液相吸附活性炭、氣相吸附活性炭、催化劑及催化劑載體活性炭機能高比表面積活性炭、

15、添載活性炭、生物活性炭、分子篩活性炭在水處理中，常用的活性炭類型主要有，顆?；钚蕴浚?，：）和粉末活性炭（，）兩大類。（）顆?；钚蕴浚ǎ╊w粒活性炭處理效果比較穩(wěn)定，經(jīng)常作為一種吸附介質(zhì)，被應(yīng)用在很多地表水處理廠中。同時，許多水廠也將粒狀活性炭作為過濾材料使用。不同的顆粒大小及形狀具有不同的用途。在飲用水處理中，不規(guī)則粒狀活性炭的處理效果優(yōu)于柱狀活性炭。不規(guī)則粒狀活性炭可以密集填裝，減少空隙，因而加強了過濾和吸附效果。美國環(huán)保署飲用水標準中的項有機污染物指標，有項污染物的去除，將列為最有效技術(shù)（）。（）粉末活性炭（）粉末活性炭的粒度約為，具有巨大的比表面積，吸附能力強，并有絮凝和助濾效應(yīng)【，一般與

16、混凝劑聯(lián)合使用。價格便宜，不需增加特殊設(shè)備和構(gòu)筑物，基建投資少，使用方便，特別適用于水質(zhì)季節(jié)性惡化及突發(fā)性事故的水源凈化處理【】。在水處理時，主要用于去除嗅味化合物、農(nóng)藥和其他有機污染物?；钚蕴績羲砘钚蕴渴且环N多孔的疏水性吸附劑，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可耐強酸、強堿和高溫，密度比水小，不易破碎。在制造過程中，由于其揮發(fā)性有機物被去除，山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文在晶格問生成空隙，形成了許多不同形狀和大小的細孔。根據(jù)國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會的分類，活性炭孔徑可以分為三種：微孔（小于）、過渡孔或中孑（，）、大孔（）。其中，微孔占活性炭總表面積的主要部分，達以上，是活性炭吸附有機物的主要作用點，影響活

17、性炭的吸附量【；過渡孔占總表面積的以下，起到吸附和通道的作用，是大分子有機物的吸附場所和小分子有機物進入微孔的必由之路，對吸附質(zhì)在孔道中的擴散速度有很大的影響；大孔占總表面積的比例不足，它主要是吸附質(zhì)到達活性炭內(nèi)部的通道，當轉(zhuǎn)化成具有生物處理功能的時，大孔成為大量微生物生存和繁殖之地【】?；钚蕴靠讖椒植既鐖D所示。圖活性炭的孔徑分布示意圖當活性炭與含有機污染物的水接觸時，有機污染物首先會擴散到活性炭的外表面，然后通過活性炭內(nèi)部的細孔擴散到吸附表面，并在表面力的作用下與吸附表面發(fā)生吸附結(jié)合，使原水得到凈化?；钚蕴康奈竭^程包括兩個步驟：吸附質(zhì)擴散進入活性炭內(nèi)和吸附反應(yīng)。其中，內(nèi)擴散過程的完成有兩種

18、方式：一種是表面擴散，另一種是孔隙擴散；而吸附反應(yīng)過程速度極快，因此，吸附達到平衡所需的時間主要由擴散過程控制【”】?；钚蕴繉ξ廴疚锏奈接袃煞N方式【】：一種是物理吸附，另一種方式是化學(xué)吸附。在物理吸附中，被吸附分子的化學(xué)性質(zhì)保持不變，被吸附分子不是附著在吸附劑表面固定點上，而是稍能在吸附劑表面上作自由移動，這一吸附過程是山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文可逆的；化學(xué)吸附過程中，由于活性炭在生產(chǎn)中表面生成羥基、羧基等一些官能團，這些官能團使活性炭表面和吸附質(zhì)之間依靠化學(xué)鍵的作用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使吸附劑與吸附質(zhì)牢固地吸附在一起，這種吸附是不可逆的。在水處理過程中，活性炭對有機物的吸附過程常為物理與化學(xué)

19、吸附作用的綜合結(jié)果【”】?；钚蕴刻幚砑夹g(shù)國外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀在水處理中，活性炭的應(yīng)用已有著悠久的歷史。據(jù)記載，年，原捷克斯洛伐克率先在水處理中使用活性炭。世紀年代，為了去除水中的剩余氯，德國率先在給水處理中使用了活性炭，到世紀年代以后，活性炭主要用于去除水中異臭和異味。隨后，大量的試驗研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對水中的色、嗅、味的去除效果都十分顯著【】。等人研究發(fā)現(xiàn)，向水中投加的粉末活性炭可以將致嗅物質(zhì)甲基異冰片和土臭素從分別降低到【和】。美國國家環(huán)保局（）、美國給水訴乏剛）對活性炭吸附一一消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷能力進行了試驗研究，研究表明，活性炭對三鹵甲烷有一定的吸附能力，但很容易達到吸附飽和，使用周期比較

20、短。等人研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對三鹵甲烷的去除率為，并且活性炭的投加量和三鹵甲烷的濃度也影響三鹵甲烷的去除效果【硌?；钚蕴繉︼嬘盟兄峦晃镔|(zhì)的去除引起了許多人的關(guān)注和研究。認為活性炭可以去除水中的致突物質(zhì)，但去除效果受活性炭吸附容量的影響。目前，在給水處理中國外最常用活性炭濾池的形式為降流重力式，據(jù)報道最大單池面積達，炭層厚度為，空床接觸時間為。，大多數(shù)活性炭吸附池采用氣水聯(lián)合沖洗?；钚蕴康氖褂梅绞接腥N：一是，用顆粒活性炭替換部分石英砂濾料，使之成為炭砂雙層濾料濾池。這種濾池的凈水效果優(yōu)于單層石英砂濾池，而且還可以降低反沖強度和反沖次數(shù)；二是，用顆粒活性炭替換全部的砂層，此時，發(fā)揮活性炭的過濾兼吸

21、附性能；三是，在砂濾池后建立獨立的活性炭吸附池，主要發(fā)揮活性炭的吸附效能。原水經(jīng)砂濾后進入活性炭吸附池，可以延長活性炭的使用壽命，更加有效地利用活性炭的吸附性能【】。國外顆粒活性炭應(yīng)用情況【，如表所示。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文活性炭處理技術(shù)國內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀世紀年代末，我國已經(jīng)將活性炭技術(shù)用于污染水源的除臭、除味。年，我國沈陽市南塔水源地采用活性炭對污染的地下水源進行脫臭去味處理，大大地改善了飲用水水質(zhì)【¨。近年來，北京、上海、深圳等城市為了提高生活飲用水水質(zhì)，在一些水廠采用了活性炭吸附工藝。例如，年至年間，深圳筆架山水廠和梅林水廠增設(shè)了活性炭吸附工藝，目前運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)均滿足最

22、新飲用水標準要求。在年松花江污染事件中，采取投加用粉末活性炭應(yīng)急處理被污染的水源。粉末活性炭的投加有效地去除了水中的硝基苯，極大地山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文改善了當?shù)氐乃|(zhì)【捌。年，廣州南洲水廠投資億建設(shè)了國內(nèi)最大的飲用水深度處理工程，處理量達萬，出水水質(zhì)也達到了最新飲用水標型。此外，北京奧運會、上海世博會和廣州亞運會都采用了顆?；钚蕴繉︼嬘盟M行深度處理，滿足了活動期間的飲用水需求【。近年來，我國對活性炭處理技術(shù)進行了大量的試驗研究及應(yīng)用，并取得了較好的效果。李大鵬等研究發(fā)現(xiàn)，當原水嗅閾值為時，投加的，可保證出水無異味【】。范潔等人對常規(guī)處理加氯后的出水，檢測出種新生成的微量有機物，其中有種為

23、鹵代有機物【。試驗發(fā)現(xiàn)，氯后出水在經(jīng)過顆粒活性炭過濾后，鹵代有機物由種下降到種，在種類上的去除率為，在含量上的去除率為。李偉光【】等研究表明，顆?；钚蕴繉τ冢u對的平均去除糊！為和。同時發(fā)現(xiàn)，接觸時間的延長可以提乙酸前體物）有一定的吸附作用，在空床接觸時間分別為和時，高顆粒活性炭對的去除效果。陳蓓蓓】等人通過中試研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)處理（混凝一沉淀一過濾）可以將石油含量約為的原水處理達標，并且去除率不受混凝劑投加量的影響：當污染水源石油含量為時，僅通過常規(guī)處理無法達標，需采用粉末活性炭強化混凝或顆粒活性炭強化過濾，即投加的，或用炭層厚度為的炭砂濾池過濾。在活性炭對致突物質(zhì)處理效果上，高乃云【】等研究

24、發(fā)現(xiàn)，根據(jù)試驗結(jié)果，對長江原水投加粉末活性炭，可使致突變陽性水轉(zhuǎn)變?yōu)殛幮裕@是傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的?；钚蕴刻幚砉に嚕ǎ╋嬘盟A(yù)處理原水粉末活性炭絮凝沉淀砂濾一消毒出水在飲用水預(yù)處理中，主要使用粉末活性炭吸附水中的有機物和異味的物質(zhì)，粉末活性炭與混凝劑同時投加。對于季節(jié)性和突發(fā)性水源污染情況，可以采用投加粉末活性炭作為水質(zhì)惡化應(yīng)急處理措施。若每年需要用活性炭吸附的時間超過個月，則使用該工藝就不夠經(jīng)濟。（）飲用水深度處理原水嘲凝沉淀砂濾活性炭一消毒出水該工藝可以提高水廠全年運行水質(zhì)，并且能夠有效地去除嗅味。但是，當嗅前預(yù)氯化，雖然可以去除水中的鐵、錳，但是會產(chǎn)生和等氯消毒副產(chǎn)物，縮短活性炭的運行周期

25、。（多原水預(yù)臭氧絮凝沉淀砂濾臭氧活性炭消毒出水該工藝對有機物的去除率極高，水質(zhì)改善比較明顯，增加臭氧工藝后可將水中的嗅閾值降到極低，并能氧化有機物，有利于活性炭濾池中微生物的生長，從而可以有效地去除水中的氨氮，延長活性炭的使用周期。但是，該工藝設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，工程投資量和運行成本較高。（原水畦物預(yù)處理絮凝沉淀砂濾活性炭消毒出水該工藝首先依靠生物預(yù)處理去除原水中的氨氮和易被生物降解的有機物，然后依靠常規(guī)處理和活性炭去除生物難降解的有機物，改善水的嗅味。該工藝的缺點是冬季水溫低時，去除效果會受到影響。另外，污水廠排放到河流申的水，大一部分為難生物降解的有機物，應(yīng)用生物預(yù)處理效果不明顯，所以該工藝適于

26、湖泊二二水的處理。（原扣絮凝沉神砂濾臭氧活性炭出水在實際應(yīng)用中，為了防止活性炭濾池中微生物泄露，有時也將砂濾池放在活性炭濾池之后。其缺點是，活性炭濾池需經(jīng)常反沖洗，影響活性炭的使用壽命。（）純凈水、優(yōu)質(zhì)直飲水制備自來水活性炭安全過濾反滲透嗅氧消毒直飲水供水系統(tǒng)該工藝使用顆?；钚蕴课剿杏袡C物，由于氯水會使膜分離技術(shù)所用的有機膜老化，所以必須對水進行脫氯處理。濾池反沖洗簡介反沖洗形式濾池失去過濾能力后即應(yīng)對濾料進行反沖洗。反沖洗的目的是去除截留在濾料層中的雜質(zhì)，使濾池在短時間內(nèi)恢復(fù)過濾能力。反沖洗形式基本有三種：（）高速水流反沖洗；（）氣、水反沖洗；（）表面助沖加高速水流反沖洗【們。反沖洗方式

27、發(fā)展至今主要有兩大類，即高速水流反沖洗和氣水反沖洗。高速水流反沖洗高速水流反沖洗是利用流速較大的反向水流沖洗濾料層，使整個濾料層達到流化狀態(tài)，并且具有一定的膨脹度。在濾料顆粒碰撞摩擦和水流剪力雙重作用下，山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文濾層中截留的污物從濾料表面脫落下來，然后被沖洗水帶出濾池。沖洗流速的大小決定沖洗效果的好壞。沖洗流速過小，濾層孔隙中水流剪力小；沖洗流速過大，濾層膨脹度過大，濾層孔隙中水流剪力也會降低【】。所以，沖洗流速過小或過大，沖洗效果均會降低。氣、水反沖洗氣、水反沖洗是在水反沖洗之前或同時，配氣系統(tǒng)將空氣從濾料層底部通入，通過上升氣泡的振動攪動整個濾料層，使黏附在濾料上的污物脫離

28、濾料，然后再用水漂洗，最后排出廢水。氣水反沖洗通過水流剪切和摩擦作用、空氣剪切和摩擦作用、濾料顆粒間相互摩擦作用三種因素綜合作用使污泥從濾料顆粒上脫落。在國外，美國用高速度水沖洗較多，現(xiàn)在美國多采用雙層濾池，因此目前也轉(zhuǎn)向氣沖加水沖的方式。歐洲多采用氣水沖洗，因在歐洲大陸濾池多采用粗砂作一為濾料，因此基本都用空氣和水同時沖洗的方式。最初日本也用氣水沖洗，之后一因使用較小粒徑的濾料，改用了水沖洗加輔助沖洗。我國絕大多數(shù)水廠采用高速度水沖洗的方式，部分水廠使用氣水反沖洗【】。反沖洗原理水反沖機理在水反沖洗過程中，國內(nèi)外對濾料上截留雜質(zhì)的脫落機理的認識，并不是完全一致，目前主要有三種不同的見解。（）

29、碰撞機理藤田、等【認為污物的去除主要依靠濾料顆粒之間相互碰撞所產(chǎn)生的摩擦力，在反沖洗時濾料彼此碰撞，從而使濾料顆粒上的雜質(zhì)得以分離，沖洗效果隨著濾料顆粒間的碰撞次數(shù)的增多而提高。（）剪切機理、等【】認為雜質(zhì)脫落的原因主要是水流剪切力的作用，至于顆粒碰撞摩擦的作用是可以忽略不計的。（）碰撞一剪切共同作用機理翼巖等【認為濾料上有兩種污泥，一種是直接牢固吸附在濾料上的污泥，稱為“一次污泥，只有靠碰撞或者其他作用才能去除；另一種是積聚在濾料空隙中的污泥，稱為“二次污泥，靠水流的剪力作用比較容易去除。這種共同作用的機理，已被許多學(xué)者的試驗資料所證明。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文單氣反沖機理在單獨使用氣沖洗時

30、，濾料不會出現(xiàn)流化現(xiàn)象，而是許多小氣泡從配氣系統(tǒng)進入濾料層底部，通過不斷地克服濾料之間的摩擦阻力而上升，在上升的過程中將它上部的濾料擠到周圍，從而形成通道【。濾層內(nèi)氣泡產(chǎn)生的擾動較小，這主要由于濾料間的摩擦阻力較大，所形成的氣泡通道直徑較小。當氣泡通道直徑約為時，氣泡對周圍范圍內(nèi)的濾料具有振動作用。在氣泡周圍范圍之外的濾料，只有在通道周圍的濾料填補氣泡上升之后所產(chǎn)生的空缺時才發(fā)生緩慢的移動。氣泡在上升的過程中，有時會有多個氣泡聚合在一起，但由于通道直徑大小的限制，不能形成較大的球形氣泡，而是以圓柱形氣泡的形式上升。當氣泡到達濾料表層時，由于表層濾料之間的摩阻力比濾層內(nèi)部小，因此圓柱形氣泡到達濾

31、料表層就會迅速形成較大的球形氣泡【。氣泡越大，對周圍濾料的擾動作用越強烈，因而，當氣泡到達遣料表層時，濾料就會受到較為強烈的：？一翻卷。因此，單獨氣沖洗時，濾層內(nèi)部由于截面雜質(zhì)含量較少，所受到的擾動作用較??；而表層濾料由于截面雜質(zhì)含量較多，所受到的擾動作用則較為強烈，這一現(xiàn)象符合沖洗要求的【。氣水反沖機理氣水反沖洗是在水反沖洗之前或者同時，配氣系統(tǒng)將空氣從濾料層底部通入，通過氣泡上升攪動濾層，從而使污物從黏附的濾料上分離，然后再以低速水流進行漂洗，隨后以廢水的形式排出【。其作用機理可概括為【】：（）在氣沖時，空氣作為介質(zhì)被壓入濾層，對濾料產(chǎn)生碰撞摩擦和剪切作用；（）氣泡在濾層的運動過程中，其尾

32、跡可使濾料產(chǎn)生循環(huán)混合，從而形成級配較為均勻的混合床層，大大提高了濾層的截污能力；（）空氣的通入，使水的剪切、摩擦作用和濾料顆粒間的摩擦作用得到了強化，從而提高了反沖洗效果，降低了能耗；（）濾層進入壓力氣，減小了濾料顆粒間相互接觸的阻力，從而為碰撞摩擦作用的發(fā)揮創(chuàng)造了有利的條件。課題來源及主要研究內(nèi)容課題來源本課題來源于國家“水體污染控制與治理重大科技專項（），項目名稱為：黃河下游地區(qū)飲用水安全保障技術(shù)研究與綜山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文合示范，課題三名稱為：高藻引黃水庫水常規(guī)工藝強化集成技術(shù)研究與示范，本研究為該課題的子課題四：“技術(shù)集成與組合工藝研究與示范的部分研究內(nèi)容。本課題立足于黃河下游地

33、區(qū)飲用水安全問題，針對引黃水庫高有機物、高藻以及嗅味物質(zhì)突出等水質(zhì)問題，對常規(guī)處理工藝進行強化改造，重點研究砂濾池過濾效能增強技術(shù)。試驗研究地點：東營（勝利油田）辛安水廠課題參與單位：山東建筑大學(xué)，濟南市給排水監(jiān)測站，山東大學(xué)。研究意義及目標本課題的目的是通過炭砂濾池工藝處理引黃水庫水的試驗研究，考察本工藝應(yīng)用的有效性和可行性，同時積累一些相關(guān)的運行參數(shù)；根據(jù)炭砂濾池工藝的運行特性，進行比較全面、深入的研究。本課題以辛安引黃水庫水為原水，圍繞著炭砂濾池工藝的主要工藝特點展開試驗研究，考察炭砂濾池工藝處理引黃水庫水的效果，為下一步水廠技術(shù)改造提供技術(shù)指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。主要研究內(nèi)容根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

34、及存在的問題，針對引黃水庫一辛安水庫的高藻、高有機物以及嗅味物質(zhì)突出等水質(zhì)問題，本研究的主要內(nèi)容為：（）通過對比炭砂濾池與砂濾池的出水水質(zhì)的試驗研究，考察分析炭砂濾池作為砂濾池改造實施的可行性。一（）根據(jù)濾池的水頭損失及出水濁度變化，確定濾池的反沖洗周期。（）探討適于辛安水廠活性炭再生技術(shù)方案。山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第章試驗工藝及試驗方法試驗水廠概況本研究在勝利油田供水公司制水管理部辛安水廠開展。辛安水廠位于東營市東營區(qū)勝利鎮(zhèn)境內(nèi)，于年月建成投產(chǎn)，設(shè)計閂供水能力萬，現(xiàn)同供水約萬，擁有大中型設(shè)備臺套。供水面積達，承擔著八分場地區(qū)居民生活和生產(chǎn)用水，投產(chǎn)以來已累計供水億。水廠現(xiàn)有兩套在用水處理工

35、藝。一組工藝：微渦混合池一穿孔旋流反應(yīng)池一氣浮移動罩濾池一翻板濾池。原水經(jīng)微渦混合后進入反應(yīng)池，由反應(yīng)池底部的進水管進入氣浮池接觸區(qū)，反應(yīng)所形成的礬花絮體與釋放器釋放出來的微氣泡充分接觸，使水中的懸浮物在氣浮區(qū)進行分離，清水是由底部濾池過濾。當水面浮渣達到一定厚度時，通過浮筒閥調(diào)節(jié)水面液位，使氣浮池水位上升，浮渣即由上部水平的堰排至蚓黻。濾池通過移動罩進行定期反沖洗。移動罩濾池是一種連續(xù)生產(chǎn)的過濾裝置，由若干濾格組成，并設(shè)有公共進水和公共出水系統(tǒng)，每格濾池間歇生產(chǎn)，整座濾池連續(xù)生產(chǎn)，過濾形態(tài)為恒水位作用下的降速過濾，即在相同的水位差下，以階梯式進行降速過濾運行，過濾過程不至于產(chǎn)生波動，有利于保

36、證出水水質(zhì)，不需要設(shè)置管廊，管理簡單。翻板濾池具有沖洗凈度高、布水布氣均勻等多種優(yōu)點，尤其是其排水系統(tǒng)和布配氣、水系統(tǒng)具有一定特色。翻板濾池在底板上、下形成兩個均勻的氣墊層，從而保證布水、布氣均勻，避免氣水分配出現(xiàn)的脈沖現(xiàn)象影響反沖洗效果。翻板濾池的優(yōu)點是【】：（）濾層、濾料可多樣化選擇；（）反沖洗時不會出現(xiàn)“跑料現(xiàn)象；（）濾料容污能力強、反沖洗周期長、凈度高；（）出水水質(zhì)較一般低水頭反沖濾池的出水水質(zhì)好；（）采用氣水反沖洗，由于反沖洗時關(guān)閉排泥水閥，高速反洗，反沖洗效果好，耗水量少】（按反沖洗周期小時計，反沖洗水量僅占產(chǎn)水量）：（）氣水反沖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，施工進度快；（）自動化運行程度高，便于管理。二組工藝：微渦混合池一翻騰式小網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池一斜管沉淀池一型濾池。此工藝采用小網(wǎng)格絮凝斜管沉淀池，處理效果穩(wěn)定，對原水波動的適應(yīng)能力強；型濾池工藝先進，反沖洗周期長，出水濁度低，采用氣水聯(lián)合反沖洗，效率高，能耗小。型濾池的優(yōu)點是：（）采用