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炭砂滤池处理加氯水的中试研究
作者:管理员    发布于:2016-03-21 08:51:07    文字:【】【】【

  炭砂滤池是将普通砂滤池改造为活性炭和石英砂双层滤料的滤池。炭砂滤池在没有前加氯的情况下发挥着生物滤池的作用,去污效果得到加强。在我国,氯是应用于自来水消毒为广泛的氧化剂,今后很长时间内仍是自来水氧化消毒的主流。在水源水受到污染的情况下,前加氯的氧化消毒效果远远好于其他消毒剂。因此,研究炭砂滤池对加氯水的去污效果具有现实意义。

  本研究将南方某自来水厂沉淀池出水接入炭砂滤池中试系统中,并使炭砂滤池的运行参数与生产用砂滤池相似,对两种滤池的去除效果进行比较。

  1中试概况11工艺流程炭砂滤池中试系统待滤水直接取自水厂沉淀广州市自来水公司“GAC砂滤池强化处理的研究”科技攻关计划项目尹宇鹏(1983-),男,硕士研究生,研究方向为给水净化与水污池,工艺流程如所示。

  12炭砂滤池主要工艺参数试验规模为160m3/h;滤面尺寸15mX1.5m;滤层高120cm,其中石英砂层高70cm,粒径0.612mm;活性炭层高滤速为84m/h;反冲洗采用先气冲后水冲,气冲13指标测走方法高锰酸盐指数(CODm)采用酸性高锰酸钾法测走;氨氮(NH+-N)采用纳氏试剂分光光度法测走;溶解氧(DO)采用碘量法(GB7489-87)测走;余氯采用N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法测定;pH值采用标准缓冲溶液比色法测定。

  2实验结果与分析中试系统自2007年6月4曰开始运行,20d后基本运行稳定。本文取2007年9月1曰至9月30曰共30d的数据进行分析,实验期间水温在27氨氮去除情况见。待滤水氨氮大值为2.535mg/L,小值为1.006mg/L,平均值为1.759mg/L;炭砂滤池滤后水氨氮大值为0 913mg/U小值为0.132mgU平均值为0.535mgL,炭砂滤池对氨氮的平均去除率为6958;普通滤池滤后水氨氮大值为2.824mg/L小值为1.080mg/L,平均值为1712mgL,普通滤池对氨氮的平均去除率为470,几乎没有去除效果;这说明炭砂滤池在去除氨氮方面远优于普通砂滤池。以往研究表明,在水温不低于25C和没有前加氯的情况下,炭砂滤池对氨氮的去除率一般都在80以上甚至达到90.本实验炭砂滤池受水中余氯消毒杀菌作用的影响,硝化作用减弱,但对氨氮6958的去除率说明炭砂滤池中仍存在着相当数量的硝化细菌。

  22高锰酸钾指数(CODm小值为2.21mg/L,平均值为2.99mg/L;炭砂滤池滤后水COD大值为3.66mg/L,小值为1.47mg/L,平均值为2.49mg/L,炭砂滤池对axw平均去除率为1672;普通滤池滤后水CODm!大值为3.45mg/L,小值为1.85mg/L,平均值为274mg/L,普通滤池对aXW平均去除率为李思敏等研究表明,在适宜条件下,生物砂滤可去除30左右的axv.本中试炭砂滤池在去除cod方面略强于普通滤池,但去除率仍很低。说明氯的灭菌作用对自养细菌影响很大,池内自养细菌对有机物的降解作用受到抑制。炭砂滤池对CODm的去除主要依靠石英砂和活性炭双层滤料对有机物净水技术23溶解氧(DO)DO变化情况见。待滤水DO大值为4.80mg/L,小值为2.00mg/L,平均值为3.26mg/L;炭砂滤池滤后水DO大值为2.80mg/L,小值为104mg/L,平均值为197mg/L,炭砂滤池滤后水DO比待滤水平均减少39.57°;普通滤池滤后水DO大值为5.84mg/L,小值为1.96mg/L,平均值为3.95mg/L,普通滤池滤后水DO比待滤水平均增局普通砂滤池中水流经过砂滤池的跌水作用,DO是升高的;炭砂滤池中DO不升反降说明池内存在好氧微生物消耗了氧气,而根据对NH4-N和COEW的数据分析可以知道,DO的降低是在硝化作用中消耗掉的。

  刘宏远等研究表明,生物滤池出水DO保持在24mg/L能较好发挥池内生物作用,由此可知本炭砂滤池DO偏低,本实验的下一步目标就是增设滤池表层曝气装置,以期达到更好的处理效果。

  2.4余氯量余氯变化情况见。待滤水余氯量大值为3.94mg/L,小值为2.09mg/L,平均值为3.15mg/L;炭砂滤池滤后水余氯量大值为0.33mg/L,小值为平均值为0.26mg/L,炭砂滤池滤后水余氯量比待滤水平均减少93.40°;普通滤池滤后水余氯量大值为3.44mg/L,小值为2.04mg/L,平均值为2.98mg/L,普通滤池滤后水余氯量比待滤水平普通滤池出水余氯量降低较小,这是由于氯主要在滤池内的灭菌过程中消耗,余氯降低较慢,作用持久;而炭砂滤池滤后水中余氯迅速降低,这是由于水中余氯参与了炭砂滤池内硝化反应的原因,余氯参加硝化作用的反应式为:值得注意的是,余氯并不与nh4-n反应,而只与NO2-N反应,因此在普通滤池中没有这个过程的发生。本过程氧化1mg的NO2-N需要C12521mg,所以在经过炭砂滤池后,引起水中余氯量迅速降低。余氯量降低的负面影响是增加了自来水生产过程中的投氯量,积极影响是降低了NO2-N量,控制了微生物数量,保证了出厂水及管网水的安全稳定性。

  pH值变化情况见。待滤水pH值大值为85,小值为7 5,平均值为81;炭砂滤池滤后水pH值大值为75,小值为70,平均值为7通滤池滤后水pH值大值为81,小值为7 5,平均值为7.9.炭砂滤池内的pH值降低远大于普通砂滤池,pH值的降低说明有酸产生或者有碱被消耗。微生物硝化作用和氯参加的氧化还原反应是pH值下降的原因。适当增加网格反应器内的石灰投加量,有助于增强炭砂滤池内的硝化作用。

  3结论与建议长期现场实验表明,在前加氯的情况下,炭砂滤池中微生物的种类和数量受到影响,但对有机物和氨氮的去除仍比普通滤池要好;由于微生物的硝化作用,滤后水的余氯和pH值均出现下降;前加氯可以控制池内微生物数量,防止在温暖的气候条件下炭砂滤池中微生物数量的失控,增强出水的稳定性。

  炭砂滤池受水中氯消毒杀菌作用的影响,硝化作用减弱,但对氨氮仍有69.58的去除率,说明炭砂滤池中仍存在着相当数量的硝化细菌;而炭砂滤池对COEV的去除率只有16.72,说明在氯的灭菌作用下炭砂滤池内自养细菌难以生存,炭砂滤池对(:01较小的去除率归功于石英砂和活性炭双层滤料对有机物的截留和吸附作用。

  炭砂滤池滤后水的溶解氧减少39 57,余氯量减少9340,pH平均值由81下降到72,这主要由炭砂滤池内的硝化反应引起。较高的溶解氧和偏碱性的环境是硝化菌保持活性的条件,而余氯直接参加了硝化过程反应,余氯量降低的负面影响是增加了自来水生产过程中的投氯量,影响了自养细菌的生长,积极影响是降低了N02-N量,控制了微生物数量,保证了出厂水及管网水的安全稳定性。

  建议通过滤面表层曝气提高待滤水溶解氧含量,通过增加网格沉淀池烧碱投加量适量调高pH值,控制前加氯量,适当增加后加氯的比例。

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