某水廠常規(guī)和深度處理工藝運行參數(shù)及水處理效果的調(diào)查分析_圖文

1、 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水處理技術(shù)與設(shè)備 22 城鎮(zhèn)供水 NO.1 2013某水廠常規(guī)和深度處理工藝運行參數(shù)及水處理效果的調(diào)查分析陳明巢猛 胡小芳張建國（廣東省東莞市東江水務(wù)有限公司，廣東東莞 523112）摘要：本文對某水處理廠常規(guī)和深度處理不同工藝參數(shù)條件下的處理效果進行對比分析，并在此基礎(chǔ)上對該水處理廠的工藝運行參數(shù)提供參考建議。關(guān)鍵詞：常規(guī)工藝 深度處理工藝 工藝運行參數(shù) 水處理效果某水處理廠，設(shè)計規(guī)模為50萬m 3/d，其工藝是在常規(guī)水處理工藝的基礎(chǔ)上，增加了臭氧-活性炭深度處理工藝。工藝流程如下：為了解該水處理廠常規(guī)和深度處理工藝的處理效果，本文對該水

2、處理廠常規(guī)和深度處理工藝在不同運行參數(shù)條件下的水處理效果進行了調(diào)查和對比分析，以探討該水處理廠適宜的運行參數(shù)。1、預(yù)臭氧工藝從理論上說，預(yù)臭氧的主要目的是氧化水中的有機物和其它還原性物質(zhì)，改善混凝效果。該水處理廠的預(yù)臭氧投加量設(shè)計值為01.0mg/L。本文對比了預(yù)臭氧投加量為0mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L時的處理效果。表1 預(yù)臭氧投加量與耗氧量去除率的關(guān)系耗氧量預(yù)臭氧投加量 原水砂濾池待濾水砂濾池濾后水砂濾池去除率（%）炭濾池濾后水炭濾池去除率從表1來看，當(dāng)預(yù)臭氧的投加量為0 mg/L時，砂濾池和炭濾池對耗氧量的去除率分別為16.0%和45.2%，當(dāng)預(yù)臭氧的投加量為0.5 mg/L

3、時，砂濾池和炭濾池對耗氧量的去除率分別為26.1%和51.5%。因此，投加預(yù)臭氧后，不管是砂濾池還是炭濾池，對耗氧量的去除率均有一定程度的促進作用，這可能與預(yù)臭氧氧化水中的有機物、改善有機物的可生化性有一定的關(guān)系。但是，當(dāng)臭氧的投加量增加到1.0 mg/L時，砂濾池和炭濾池對耗氧量去除率的增加并不明顯。分別為28.5%和51.9%，這可能與該水處理廠原水的有機物含量不高（耗氧量為2.202.63mg/L）有關(guān)。因此，在此原水水質(zhì)條件下，0.5mg/L左右的預(yù)臭氧的投加量是適宜的。此外，在投加預(yù)臭氧的情況下，取消了原水預(yù)加氯，通過觀察水處理廠的反應(yīng)池、沉淀池集水槽、濾池等構(gòu)筑物，發(fā)現(xiàn)藻類的生長相

4、比預(yù)加氯的條件下明顯增多。由此可以斷定，在水處理構(gòu)筑物的除藻效果上，原水的預(yù)臭氧工藝無法取代預(yù)加氯工藝。2、砂濾池砂濾池是該水處理廠的重要工藝環(huán)節(jié)，該水處理廠的砂濾池為V 型濾池?，F(xiàn)時砂濾池的反沖洗周期為50小時。為了解該廠砂濾池反沖洗周期與出水水質(zhì)的關(guān)系，選取該廠運行時間不同的砂濾池，對其出水水質(zhì)進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見下表：（共2次監(jiān)測的平均值，每次選取4個濾池，其中兩個為反沖洗后約3小時左右，另兩個為反沖洗后約45小時左右。） CITY AND TOWN WATER SUPPLY水處理技術(shù)與設(shè)備 城鎮(zhèn)供水 NO.1 2013 23水樣項目砂濾池待濾水砂濾池出水（反沖洗后約3砂濾池出水（反沖洗

5、后約45小時左右）濁度（NTU）2.10.160.16pH 6.96.86.8氨氮(mg/L0.650.030.03亞硝酸鹽氮(mg/L0.2080.0150.005耗氧量(mg/L1.961.461.40總有機炭(mg/L表2 砂濾池運行時間與出水水質(zhì)的關(guān)系從上表2可以看到：砂濾池對濁度、氨氮、亞硝酸鹽氮有較好的去除作用、對耗氧量和總有機炭也有一定程度的去除。此外，根據(jù)該廠之前的監(jiān)測結(jié)果，砂濾池對鐵、錳也有較好的去除作用。從表2的監(jiān)測結(jié)果來看，運行時間為3小時的砂濾池與運行時間為45小時的砂濾池的出水水質(zhì)并無明顯的差異（除了亞硝酸鹽氮略高之外）。通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)：當(dāng)砂濾池的運行時間接近50小

6、時時，可以看到砂濾池的濾層表面上有較多的青苔（即藻類，夏天藻類較容易生長），同時濾砂表層有較明顯的泥狀物。綜合以上情況，即使砂濾池的運行時間接近50小時，其濾砂表層的外觀狀況雖然較差，但其出水水質(zhì)與運行時間為3小時的砂濾池的出水水質(zhì)并無明顯差別。因此，不能完全以出水水質(zhì)參數(shù)來確定砂濾池的反沖洗周期。另一方面，由于砂濾池同時具有除鐵、除錳的功能，根據(jù)相關(guān)的文獻研究資料1（地下水除鐵、除錳 李硅白 劉超，1987年2月），當(dāng)砂濾池的運行時間過長時，鐵、錳有穿透砂濾層的現(xiàn)象，且濾砂可能會因含泥量過多引起板結(jié)現(xiàn)象。因此，砂濾池的反沖洗周期不宜過長。根據(jù)室外給水設(shè)計規(guī)范GB50013-2006第9.5.

7、192，單汽水沖洗濾池，如果為粗砂均勻級配濾料，宜采用24-36小時。因此，建議該廠砂濾池的運行周期由原來的50小時縮短為不超過36小時。3、主臭氧主臭氧的投加量設(shè)計為：02mg/L。分三段式投加。采用微氣泡曝氣頭式投加方式。本調(diào)查對比了主臭氧投加量為0mg/L、1.0mg/L和1.5mg/L、2.0mg/L時活性炭濾池的出水水質(zhì)情況。表3 主臭氧投加量與耗氧量的去除率耗氧量及去除率主臭氧投加量炭濾池待濾水耗氧量（mg/L）炭濾池濾后水耗氧量（mg/L）炭濾池對耗氧量去除率（%）從表3的結(jié)果來看，主臭氧的投加量與炭濾池對耗氧量的去除率有關(guān)。隨著主臭氧投加量的增加，炭濾池對耗氧量的去除率相應(yīng)增加

8、，這可能與主臭氧以下兩方面的作用有關(guān)：一方面，臭氧氧化能使水中難以生物降解的大分子有機物斷鏈、開環(huán)，使它能被生物降解3,4。因此，投加臭氧后，炭濾池對耗氧量的去除率有所增加。另一方面，臭氧化工藝還能在處理水中起到充氧作用?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果證明，投加臭氧后的炭濾池待濾水，其溶解氧明顯增加。溶解氧的增加對炭濾池的生物降解起進一步的促進作用。另一方面，當(dāng)臭氧投加量增加到2.0mg/L時，炭濾池對耗氧量的去除率基本保持不變，去除率維持在61%左右。這可能與該水處理廠炭濾池待濾水的有機物含量并不高（耗氧量為1.101.44mg/L）有關(guān)，當(dāng)臭氧的投加量達到1.5mg/L時，水中的大部分大分子有機物已經(jīng)被臭氧

9、氧化，此時，如果再增加臭氧的投加量，炭濾池對耗氧量的去除率也無法進一步提高。因此可以推斷：在此待濾水水質(zhì)條件下，1.5mg/L左右的主臭氧的投加量是適宜的。4、炭濾池炭濾池是臭氧-活性炭深度處理工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。炭濾池主要是通過活性炭濾料的吸附以及生長在活性炭上的生物膜的生物作用對有機物進行去除，如上所述，在不同臭氧投加量的情況下，炭濾池對耗氧量的總體去除率見表3。選取該水處理廠相同的7號和10號炭濾池，在相同的條件下，考察其在一個過濾周期內(nèi)（6月1626日），過濾前后水質(zhì)參數(shù)的具體變化情況，結(jié)果如下表4。 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水處理技術(shù)與設(shè)備 24 城鎮(zhèn)供水 N

10、O.1 2013從上表4來看：炭濾池對濁度的去除效果并不明顯。由于炭濾前氨氮的含量較低，因此無法考察其對氨氮的去除效果，但對亞硝酸鹽氮亦有一定的去除效果。此外，從表4可以看到：在一個過濾周期內(nèi)，隨著過濾時間的增加，炭濾池對耗氧量的去除率雖然具有一定的波動，但總體呈下降的趨勢，由最初70.7%、65.0%的去除率分別下降到50.0%和29.9%，且7號和10號炭濾池的變化趨勢是基本一致的。其變化趨勢見圖1。日期項目水樣濁度（NTU）氨氮（mg/L）亞硝酸鹽氮（mg/L）耗氧量（mg/L）耗氧量去除率（%）616炭濾前0.270.030.0111.23炭濾后（7號）0.43<0.020.00

11、10.3670.7炭濾后（10號）0.23<0.020.0010.4365.0617炭濾前0.19<0.020.0131.23炭濾后（7號）0.15<0.020.0080.4365.0炭濾后（10號）0.15<0.020.0070.4761.8618炭濾前0.180.030.0121.44炭濾后（7號）0.14<0.020.0020.7250.0炭濾后（10號）0.13<0.020.0030.8044.4619炭濾前0.21<0.020.0011.60炭濾后（7號）0.12<0.02<0.0010.8845.0炭濾后（10號）0.12<

12、;0.020.0010.9640.06. 22炭濾前0.17<0.020.0021.52炭濾后（7號）0.16<0.020.0020.7052.6炭濾后（10號）0.19<0.020.0010.7252.66. 23炭濾前0.450.03<0.0011.36炭濾后（7號）0.31<0.02<0.0010.5658.8炭濾后（10號）0.210.02<0.0010.5658.86. 24炭濾前034<0.020.0101.52炭濾后（7號）0.33<0.020.0010.6457.9炭濾后（10號）0.53<0.02<0.0010

13、.7252.6625炭濾前0.17<0.020.0071.52炭濾后（7號）0.10<0.020.0010.6457.0炭濾后（10號）0.10<0.02<0.0010.8842.06. 26炭濾前0.16<0.020.0021.64炭濾后（7號）0.10<0.020.0010.8250.0炭濾后（10號）表4 炭濾前后水質(zhì)變化情況 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水處理技術(shù)與設(shè)備 城鎮(zhèn)供水 NO.1 2013 25在一個過濾周期結(jié)束后，對上述7號和10號炭濾池進行反沖洗，在另一個過濾周期內(nèi)，炭濾池對耗氧量的去除率的變化見圖2。從圖2可以

14、看到：6月27日炭濾池經(jīng)過反沖洗后，炭濾池對耗氧量的去除率，7號濾池比反沖洗前有所下降，但10號濾池則有所上升。但隨之到了6月287月2日，7號和10號炭濾池對耗氧量的去除率均呈上升趨勢（中間雖有小幅波動），到了7月4日之后，去除率又呈下降趨勢。說明炭濾池反沖洗之后基本可以恢復(fù)對耗氧量的去除效果。綜合以上對比分析：如果單從炭濾池對耗氧量去除率的變化情況來看：炭濾池的反沖洗周期為710天是比較適宜的。此外，炭濾池的活性炭濾料在使用2個多月之后，在炭濾池一個過濾周期的不同時間內(nèi)，對炭濾池的濾料進行取樣分析，從肉眼來看，反沖洗后7天、9天和14天的炭濾料并無明顯的差別，炭濾料上也未觀察到明顯的雜質(zhì)微

15、粒。對炭濾料的主要吸附指標(biāo)亞甲基藍進行了測定，結(jié)果如下表5：投入使用前反沖洗后7天 反沖洗后9天反沖洗后14天亞甲基藍吸190187193186表5 反沖洗后不同時間炭濾料的亞甲基藍吸附值從表5中同時可以看到：活性炭濾料在使用2個多月之后，亞甲基藍吸附值并未發(fā)生明顯變化，從中也可以說明活性炭濾池去除有機物（以耗氧量為指標(biāo)）以生物降解作用為主。5、調(diào)查小結(jié)及建議通過以上調(diào)查及分析，對該水處理廠的調(diào)查小結(jié)及建議如下：1、該水處理廠在一般原水水質(zhì)條件下（未受到突發(fā)性污染影響），0.5mg/L左右的預(yù)臭氧的投加量和1.5mg/L左右的主臭氧的投加量是適宜的。2、在水處理構(gòu)筑物除藻的效果上，原水的預(yù)臭氧工藝無法取代預(yù)加氯工藝。3、建議該廠砂濾池的運行周期由原來的50小時縮短為不超過36小時。4、如果單從炭濾池對耗氧量去除率的變化情況來看，