饮用水深度处理工艺的优化研究

臭氧-生物活性炭技术作为饮用水的深度处理技术之一在国内有着很好的应用前景,但针对我国的水质特点还缺乏相应成熟的经验,许多方面还有待进一步完善.本论文以黄浦江原水为处理对象,对臭氧-生物活性炭技术去除水中污染物的机理和性能进行了全面系统的研究,得到了以下主要结论: 改进和完善了三卤甲烷生成潜能及DOC构成测定方法,提出了测定微生物活性的新方法:呼吸势能法. 对臭氧化技术的研究表明,臭氧能够有效降低水体的有机负荷,并在一定程度上改善水质的可生化性.本文在国内首次采用DOC分类测定方法分析臭氧对水中溶解性有机物的影响以及对水质可生化性的改善情况,试验发现,砂滤出水中溶解性有机物80%以上都是NBADOC,BADOC约为10～13%,NABDOC和NRDOC的含量均不超过5%.臭氧后NBADOC,NABDOC和NRDOC均呈减少趋势,ABDOC增加,而且提高的幅度随臭氧投加量和接触时间的增加而上升.在确定的最佳臭氧化条件下,臭氧氧化后水中BADOC的绝对含量增加了49%,BDOC的绝对含量增加了22%,但BDOC在总DOC中所占比例(BDOC/DOC)只增加了3～4%.首次将分子量分布测定与水质深度处理研究相结合,分析不同工艺单元出水分子量变化规律,得出前处理工艺对分子量在3kD以上的有机物有较好的去除效果.臭氧对分子量大于10kD的有机物氧化分解作用明显,臭氧化后水中分子质量在3kD～1kD以及0.5kD区间的有机物增加.生物活性炭滤池主要去除分子量分布在10kD～3kD和3kD～1kD以及0.5kD区间的有机物,炭池出水中分子量在100kD～10kD的有机物会明显增加.通过研究臭氧对三卤甲烷生成潜能的去除规律发现,臭氧对三氯甲烷和二氯一溴甲烷生成潜能都有很好的去除,对一氯二溴甲烷生成潜能的去除效果较差,对溴仿生成潜能基本没有去除.当水中溴化物含量较高时臭氧对溴仿的生成反而具有促进作用.首次结合紫外差分光谱和水中溴化物与臭氧及氯间的化学反应原理探讨了臭氧对三卤甲烷生成潜能的去除机理.在确定的最佳臭氧投加条件下,从降低水体污染负荷和提高水质可生化性两个方面比较分析了臭氧和充氧单元对水质的改变程度. 对生物活性炭滤池除污染能力的研究表明:空气和臭氧对后续生物活性炭滤池挂膜时间没有明显影响.臭氧后生物活性炭柱的运行效果略好于空气后生物活性炭柱.首次结合DOC分类测定和分子量分布测定研究炭池在不同运行阶段对溶解性有机物的去除机理及去除规律.考察了两生物活性炭滤池对三卤甲烷生成潜能去除规律的四季变化,发现炭池对氯仿生成潜能的去除效果较好,对溴代三卤甲烷生成潜能的去除效果较差,去除率随溴化程度的加深而降低.深入探讨了炭池的主要工艺参数(空床接触时间和滤速)和除污染能力间的关系,通过对大量数据的拟合分析,认为空床接触时间是炭池运行的关键参数,并建立了空床接触时间和炭池除污染能力间的相关关系.通过研究不同反冲洗方式,冲洗强度对炭池生物量,净水效能等多项指标的影响确定了炭池的最佳反冲洗模式,在此基础上进一步分析比较了反冲洗对两生物活性炭滤池的影响规律. 通过对"前处理工艺","前处理工艺+臭氧+BAC","前处理工艺+充氧+BAC"三种处理工艺出水水质的分析表明:两条深度处理工艺都能进一步改善前处理工艺的出水水质."臭氧+BAC"工艺对CODMn的全年平均去除率为31%左右,"充氧+BAC"为21%左右,前者比后者高出10%左右.对UV254的去除,前者要比后者平均高出20%以上.对两条深度处理工艺出水的水质安全性分析表明:无论是在生物稳定性还是出水携带细菌总数上,"臭氧+BAC"都优于前者.GC/MS检测结果表明,"前处理工艺+臭氧+BAC+氯化消毒"工艺使原水中有机物的种类减少了46种,色谱峰总面积减少了33%."前处理工艺+充氧+BAC+消毒"工艺使原水中有机物的种类减少了33种,色谱峰总面积减小了13%.进一步证明"臭氧+BAC"出水水质明显好于"充氧+BAC"工艺. 在国内首次利用紫外差分光谱分析了三卤甲烷氯化反应生成机理及生成规律,建立了三卤甲烷生成的预测模式.结合大量试验数据分析了TOC,CODMn和UV254三者间的关联性,建立了UV254来预测TOC的数学模式.

浙江石臼漾水厂优化净水工艺的实践

石臼漾水厂的原水以氨氮、CODMn等有机微污染为主,为了提高饮用水水质,该厂先后进行了生物接触氧化预处理、强化常规混凝、臭氧生物活性炭深度处理等技术改造,取得了稳定的运行效果,总的制水成本约增加0.29元/m3.

自来水厂臭氧-活性炭联合深度处理工艺的优化分析

饮用水安全是城市公共卫生保障体系的重要基础,面对日益复杂的水环境污染问题,传统"混凝—沉淀—过滤—消毒"四级常规水处理工艺难以应对水源中微量有机污染物,嗅味物质,藻类代谢产物及消毒副产物前体物的有效去除,制约了出厂水水质的提升.在此背景下,臭氧-活性炭(O-BAC)工艺作为一种集物理吸附,化学氧化及生物降解于一体的深度处理技术,逐渐成为提升饮用水深度净化水平的核心手段之一.该工艺以臭氧氧化单元作为前端,通过强氧化作用裂解大分子有机物,并提高水中有机物的可生物降解性;后续活性炭过滤单元则在吸附的基础上借助生物膜的协同作用进一步降解污染物,实现有机物的深度去除与水质稳定.本文将围绕臭氧-活性炭深度处理技术的理论基础,关键控制参数,典型工艺流程与工程应用实例展开系统分析,结合实际运行案例,探讨其优势与存在问题,为后续水厂改扩建和深度处理工艺优化提供技术支撑与决策依据.

关于膜处理工艺在生活垃圾焚烧发电厂洗烟废水处理中的应用

本文主要探讨膜法在生活垃圾焚烧发电厂洗烟废水处理中的应用.通过对国内已运行项目中的洗烟废水处理工艺进行分析并改进,在工艺中增加超滤及反渗透处理工艺,得到优化后的处理工艺,即"两级化学沉淀+砂滤+活性炭吸附+超滤+反渗透".该工艺已应用于国内某生活垃圾焚烧厂,处理出水指标均满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中的敞开式循环冷却水系统补充水标准.

城镇污水处理厂高排放标准处理工艺案例分析

为改善水环境,保护水资源,我国部分地区陆续提出了"准Ⅳ类"(COD_(Cr),氨氮,TP等达到地表水Ⅳ类标准,TN一般由一级A标准的15 mg/L提高至10 mg/L),"准Ⅲ类"等高于国家标准的污水处理厂排放标准,这对污水处理工艺提出了更高的要求.在梳理各地现行高排放标准,分析现有工程实例的基础上,提出执行高排放标准时,仍应采用"预处理+生物处理+深度处理"为主的工艺技术路线.其中生物处理可采用脱氮除磷效率更高的优化,改良或组合工艺,深度处理在常规"混凝,沉淀,过滤"的基础上,可选用臭氧氧化,活性炭吸附,反硝化生物滤池,膜分离等有针对性的强化工艺.确定污水处理排放标准时,应综合考虑受纳水体环境容量和建设运行成本,系统考虑水环境治理,不能仅将重点放在污水处理厂提标上.

城市污水处理厂二级出水深度处理工艺及运行优化控制研究

本试验以城市污水处理厂二级出水为研究对象,通过对二级出水水质的分析,采用深度处理组合工艺以去除污染物达到景观回用水标准。试验过程中,通过对比试验,确定了最佳组合工艺"混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC";同时分析了温度、pH值、臭氧投加量在不同进水水质下的变化,以及考察不同水力负荷、反冲洗方式及反冲洗强度、初始浓度等参数对工艺的影响,从而确定组合工艺的最佳运行参数,试验结果表明:本试验混凝剂采用聚合氯化铝(PAC),通过烧杯试验确定最佳投药量为75mg/L时,混凝沉淀对二级出水污染物的去除达到最佳效果。在自然挂膜期间,生物砂滤对NH_4~+-N、CODMn、浊度的去除率分别为80%、15%、80%时达到稳定,挂膜时间为12天。分别对臭氧前置与后置、普通砂滤与生物砂滤进行对比试验研究。分析得出臭氧前置组合工艺对水中有机物的降解效能优于臭氧后置组合工艺;生物砂滤组合工艺对水中有机物的降解效能优于普通砂滤组合工艺。通过两组对比试验可以得出"混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC"为处理二级出水最佳组合工艺。研究了水温、pH值、反冲洗、臭氧投加量、进水初始浓度以及水力负荷等试验条件对组合工艺除污效能的影响。当组合工艺控制生物砂滤水力负荷为6m3/(m~2·h),臭氧投加量为3mg/L,初始CODMn浓度为11mg/L,初始NH_4~+-N浓度为15.64mg/L时可以取得较好的处理效果。此外,生物砂滤反冲洗采用气水联合反冲洗方式:单独气冲强度为14L/(m~2·s)、单独气冲时间为4min;混合冲洗时气冲强度为12L/(m~2·s)、水冲强度为8L/(m~2·s),混合冲洗时间为6min;单独水冲强度为12L/(m~2·s)、水冲时间为5min。组合工艺控制活性炭水力负荷为5m3/(m~2·h),反冲洗采用先气洗后水洗方式:单独气冲强度为4L/(m~2·s),单独气冲时间为2min;单独水冲强度为8~10L/(m~2·s),单独水冲时间为3~4min。在此运行条件下,"混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC"组合工艺对二级出水中的CODMn、色度、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为52.39%、72.44%、93.9%、40.95%,工艺出水平均值分别为5.17mg/L、7.4NTU、2.72mg/L、13.40mg/L,出水水质符合《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)。