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国内臭氧-活性炭工艺起步较晚,普遍缺乏长期的生产运行经验和积累,特别是针对日常运行管理、工艺参数调整、突发风险的应对处置方面存在着薄弱环节。本文针对以长江水源的金山水厂臭氧-活性炭深度处理工艺开展研究,在长期对原水及工艺流程水质跟踪监测基础下,重点针对活性炭滤池的工艺运行参数进行综合比较、研究及评价,以达到进一步改进和完善臭氧-活性炭深度处理工艺参数与运行管理控制,对水厂降低运行成本、升级改造提供技术支撑。得出如下结论:
1、针对长江水源的水质特点,金山水厂净水工艺具有针对性的选用了臭氧-活性炭深度处理工艺,整个净水工艺流程为混凝、沉淀、过滤、臭氧接触、活性炭吸附降解、消毒。其臭氧-活性炭深度处理工艺已稳定运行6年,目前炭滤池厚度为1.80m左右,较初期炭滤池装填厚度,每个炭滤池损失约20cm炭层活性炭。炭池水冲强度为7.58L/(s?m2)符合设计要求,但进行水冲时膨胀率达到50%左右,高于设计要求,有“跑炭”现象发生。
2、对比分析金山水厂活性炭池颗粒活性炭理化指标监测数据,综合评价活性炭各项指标变化情况。
(1)金山水厂炭滤池活性炭目前比表面积为出厂数值的27.8-28.4%,孔容积为出厂数值的21.2-22.7%,粒度(0.6-2.5 mm)为74.11-82.57%,低于出厂数值97%,有效粒径为0.45-0.46mm,与出厂数值0.84mm相比明显减小;水溶物指标为0.59-0.64%,明显高于出厂原值0.1%;说明活性炭颗粒因磨损变细、且活性炭微孔吸附大量的可溶性杂质。
(2)活性炭的碘吸附值为212-258mg/g、亚甲蓝吸附值80-92mg/g、苯酚吸附值28-29mg/g。三项指标与出厂数值相比均下降显著,说明活性炭日渐饱和,表明该活性炭的吸附性能已基本丧失。
3、通过金山水厂活性炭滤池中生物量、微生物等指标变化情况,分析研究其生物性能运行状况。
(1)金山水厂活性炭滤池0-20cm炭层活性炭生物量最高,炭滤池不同深度的生物量都会随深度的增加而递减,但炭滤池总体生物量不高,这与需氧型微生物需求的有氧环境、营养物质密切关联,也与活性炭孔容积和比表面积的大幅下降存在相关性。
(2)通过电镜扫描和生物多样性分析,金山水厂臭氧活性炭滤池内生物膜均呈片状覆盖在活性炭表面,生物膜较为成熟。炭滤池的氨化细菌,处于较高水平状态,因而有机物和耗氧量去除效果较好;亚硝化细菌、硝化细菌相比经验参考值显著偏低,因而氨氮去除效果一般。在炭滤池出水微型动物种类中,未出现枝角类、挠足类、水螨等较大型的后生动物,原生动物中不含致病类微型生物,说明目前没有生物泄漏的现象出现。
4、分析评价臭氧-活性炭深度处理工艺对水质指标的净化效能,提出运行优化建议。
(1)金山水厂使用臭氧-活性炭深度处理工艺,出水pH较常规工艺有所下降。CODMn同比降幅19-38%左右,三氯甲烷同比降幅25-70%,二氯一溴甲烷同比降幅18-49%,三卤甲烷同比降幅15-52%。金山水厂臭氧-活性炭目前对CODMn的去除率为29.2%;对UV254的去除率为49.01%;对TOC的去除率为40.58%。表明金山水厂臭氧-活性炭工艺现处于稳定运行阶段,对于各类污染指标微量物质能够达到有效的去除。
(2)在确保出水水质的前提下优化运行参数,采取调整臭氧三级曝气为二级曝气、对活性炭进行有计划的再生活化或者换入新炭、降低反冲洗强度等。
通过对金山水厂臭氧-活性炭工艺运行状态进行长期跟踪监测和分析研究,提出改进意见和完善工艺运行管理控制,为长江水源的臭氧-活性炭深度处理工艺推广应用提供借鉴和指导。
1、针对长江水源的水质特点,金山水厂净水工艺具有针对性的选用了臭氧-活性炭深度处理工艺,整个净水工艺流程为混凝、沉淀、过滤、臭氧接触、活性炭吸附降解、消毒。其臭氧-活性炭深度处理工艺已稳定运行6年,目前炭滤池厚度为1.80m左右,较初期炭滤池装填厚度,每个炭滤池损失约20cm炭层活性炭。炭池水冲强度为7.58L/(s?m2)符合设计要求,但进行水冲时膨胀率达到50%左右,高于设计要求,有“跑炭”现象发生。
2、对比分析金山水厂活性炭池颗粒活性炭理化指标监测数据,综合评价活性炭各项指标变化情况。
(1)金山水厂炭滤池活性炭目前比表面积为出厂数值的27.8-28.4%,孔容积为出厂数值的21.2-22.7%,粒度(0.6-2.5 mm)为74.11-82.57%,低于出厂数值97%,有效粒径为0.45-0.46mm,与出厂数值0.84mm相比明显减小;水溶物指标为0.59-0.64%,明显高于出厂原值0.1%;说明活性炭颗粒因磨损变细、且活性炭微孔吸附大量的可溶性杂质。
(2)活性炭的碘吸附值为212-258mg/g、亚甲蓝吸附值80-92mg/g、苯酚吸附值28-29mg/g。三项指标与出厂数值相比均下降显著,说明活性炭日渐饱和,表明该活性炭的吸附性能已基本丧失。
3、通过金山水厂活性炭滤池中生物量、微生物等指标变化情况,分析研究其生物性能运行状况。
(1)金山水厂活性炭滤池0-20cm炭层活性炭生物量最高,炭滤池不同深度的生物量都会随深度的增加而递减,但炭滤池总体生物量不高,这与需氧型微生物需求的有氧环境、营养物质密切关联,也与活性炭孔容积和比表面积的大幅下降存在相关性。
(2)通过电镜扫描和生物多样性分析,金山水厂臭氧活性炭滤池内生物膜均呈片状覆盖在活性炭表面,生物膜较为成熟。炭滤池的氨化细菌,处于较高水平状态,因而有机物和耗氧量去除效果较好;亚硝化细菌、硝化细菌相比经验参考值显著偏低,因而氨氮去除效果一般。在炭滤池出水微型动物种类中,未出现枝角类、挠足类、水螨等较大型的后生动物,原生动物中不含致病类微型生物,说明目前没有生物泄漏的现象出现。
4、分析评价臭氧-活性炭深度处理工艺对水质指标的净化效能,提出运行优化建议。
(1)金山水厂使用臭氧-活性炭深度处理工艺,出水pH较常规工艺有所下降。CODMn同比降幅19-38%左右,三氯甲烷同比降幅25-70%,二氯一溴甲烷同比降幅18-49%,三卤甲烷同比降幅15-52%。金山水厂臭氧-活性炭目前对CODMn的去除率为29.2%;对UV254的去除率为49.01%;对TOC的去除率为40.58%。表明金山水厂臭氧-活性炭工艺现处于稳定运行阶段,对于各类污染指标微量物质能够达到有效的去除。
(2)在确保出水水质的前提下优化运行参数,采取调整臭氧三级曝气为二级曝气、对活性炭进行有计划的再生活化或者换入新炭、降低反冲洗强度等。
通过对金山水厂臭氧-活性炭工艺运行状态进行长期跟踪监测和分析研究,提出改进意见和完善工艺运行管理控制,为长江水源的臭氧-活性炭深度处理工艺推广应用提供借鉴和指导。