全站搜索
中置生物活性炭滤池的选炭
作者:管理员    发布于:2017-11-15 14:02:38    文字:【】【】【

  中置生物活性炭滤池的选炭李少文陆少鸣刘金翠邵志昌(华南理工大学环境科学与工程学院,广州510006)活性炭指标柱状炭破碎炭柱状炭碘吸附值(mg/g)亚甲蓝吸附值(mg/g)强度90表1 3种活性炭性能参数1.1工艺流程炭滤池进水采自该水厂沉淀池出水,实验的工艺流程为:进水(水厂沉淀池出水)提升泵流量计升流式炭滤池砂滤池―出水。活性炭滤池尺000,炭层高度均为3. 1.2活性炭滤池运行参数的确定实验从2011年1月开始,根据水厂运行水质和条件,再借鉴自来水供水预处理中高速BAF的应用,确定活性炭滤池运行参数为:滤速16m/h,气水比0.5:1. 1.3检测方法实验期间检测方法及仪器如下。浊度:hach2100N浊度仪;氨氮:纳氏试剂分光光度法;COD酸性高锰酸钾滴定法;水头损失:测压管测定。

  2实验结果与分析2.1浊度去除情况比较3个炭滤池去除浊度的情况。进水浊度范围在0.75~1. 82NTU之间,平均值为1. 21NTU;其中,4mm柱状炭滤池出水浊度在0.37 41NTU之间,平均值为1.17NTU;4mm破碎炭滤池出水浊度在0.48~7.84NTU之间,平均值为63NTU;1.5mm柱状炭滤池出水浊度在0.46~6.52NTU之间,平均值为2.进水-4mm柱状炭炭滤池浊度去除效果Fig.由可知,采用3种规格活性炭的炭滤池的出水浊度总体上均比进水要高,其中以4mm破碎炭表现得为明显,由于4mm破碎炭的强度值较低,且炭颗粒有大量不规则的棱角,在水力剪切作用下,棱角不断脱落,产生细小的炭粒,进而导致出水的浊度变大,而柱状炭则只在初始时有炭碎随水流出。另外一个原因在于活性炭滤池采用升流式的水流方式,加上曝气的作用,气水同向增大了滤料的膨胀度,滤料间的孔隙较大,削弱其对浊度的去除作用,其中柱状炭的孔隙相比更大,表现在炭滤池出水的浊度更大,同时曝气作用促进了生物膜的更新,炭滤料上的生物膜会随出水带出,导致出水浊度的升高。

  2.2氨氮去除情况比较3个炭滤池去除氨氮的情况。进水氨氮范围在0.30~0. 77mg/L之间,平均值为0.53mg/L;4mm柱状炭滤池出水氨氮在0. 26~0.67mg/L之间,平均值为0.43mg/L,平均去除率为17.07;4mm破碎炭滤池出水氨氮在0.21~0.56mg/L之间,平均值为0.37mg/L,平均去除率为29.00;1.5mm柱状炭滤池出水氨氮在0.09~0.72mg/L之间,平均值为0.37mg/L,平均去除率为27.02.前期出水氨氮比进水大,分析可能因为活性炭本身含有一定铵盐而影响出水氨氮浓度。

  由图可知,炭滤池对氨氮去除效果不明显,原因是进水为经过预臭氧氧化的该水厂待滤水。活性炭虽有一定的吸附余臭氧作用,水中仍残留一定的余臭氧,制约生物膜的生长,同时炭滤池进水中的营养基质也较少,加上冬天挂膜,水温较低,炭层尚未挂膜完全,氨氮的硝化作用不显著。不难比较发现,4mm破碎炭去除氨氮效果较好。这是由于破碎炭表面的粗糙程度较大,更利于微生物的附着生长,炭层中的生物更容易繁殖,生物膜生长速度相比柱状炭较快。而看似规则的柱状炭表面从微观上看也是不平整的,也已显现出一定的氨氮去除效果。1.5mm柱状炭较之于4mm柱状炭有更大的比表面积,更利于微生物的附着生长,因而实验结果显示1.5mm的去除氨氮效果次之,4mm的柱状炭差。

  从去除率曲线图可看出,约20d后,炭滤池去除氨氮效果趋于稳定。3种不同粒径活性炭滤池系统挂膜稳定后,氨氮平均去除率为:4mm柱状炭:2.3CODMn去除情况比较和反映了炭滤池去除CODMn的情况。

  进水CODMn范围在0.37~1.40mg/L之间,平均值为0.92mg/L.4mm柱状炭滤池出水CODMn在0.24~1.14mg/L之间,平均值为0.73mg/L,平均去除率为19.88.4mm破碎炭滤池出水CODMn在0.25~1.00mg/L之间,平均值为0.67mg/L,平均去除率为26.87.1.5mm柱状炭滤池出水CODMn在0.29~0.90mg/L之间,平均值为0.63mg/L,平均去除率为28.54.期间去除率有出现负值,可能是炭滤池老化生物膜脱落,对出水CODMn有一定的贡献,以及出水中带有少量的活性炭粉末对酸性高锰酸钾滴定法检测过程中带来的影响。

  炭滤池出水CODMn对于中置生物活性炭滤池,置于砂滤池之前,其进水相对于置于砂滤池之后的生物活性炭滤池进水浊度较大,活性炭表面易被水中悬浮颗粒物附着,而阻碍其与水中有机物的接触,表现出吸附能力的下降。

  活性炭的碘值与亚甲蓝值是表征滤料吸附能力的指标,从表1可以看出,1.5mm柱状炭由于粒径小,比表面积大,而4mm破碎炭由于表面比较粗糙,也具有相对较大的比表面积,碘值与亚甲蓝值相对高于4mm柱状炭,吸附容量较大。而对于新炭来说,初始运行时期,对有机物的去除起主要作用的是吸附作用。因此1.5mm柱状炭与4mm破碎炭对CODMn的去除效果较好,而4mm柱状炭的去除效果较差。实验阶段进水CODMn较低,生物未达到稳定生长,生物膜尚未挂膜成熟,去除率随着吸附能力的下降而缓慢下降。后期随着活性炭表面生物膜的累积,CODMn的去除率有所上升。

  3种类型炭滤池系统挂膜稳定后,CODMn平均去2.4水头损失与反冲洗周期比较2006)所的关于炭滤池的冲洗方式,综合该水厂的炭滤池的反冲洗方式,并结合高速曝气BAF的运行经验,确定炭滤池的反冲洗方式为:气冲强度s),冲洗时间6min,接着水冲,水冲强度为8L/(m2 s),冲洗时间15min.该冲洗是在保证出水效果稳定,并且滤料不被冲走的情况下确定的反冲洗方式。

  3种滤料活性炭滤池的反冲洗周期为:4mm柱状炭9~11d,4mm破碎炭5反映了炭滤池水头损失情况。4mm柱状炭滤池反冲洗前的水头损失在47.70~56.20cm之间,平均值为52.74cm;反冲洗后水头平均值为48.53cm.4mm破碎炭滤池反冲洗前水头损失在59.50~84.70cm之间,平均值为75.21cm,反冲洗之后平均值为61.66cm.1. 5mm柱状炭滤池反冲洗前水头损失在52.10~77.30cm之间,平均值为61.17cm,反冲洗之后平均值为59.17cm.综合考虑比较得知:4mm的柱状炭水头损失小,且较稳定,反冲洗周期较长,4mm的破碎炭水头损失相对大,稳定,但相对反冲洗周期短,1. 5mm的柱状炭水头损失相对4mm柱状炭次之,相对4mm破碎炭较好,水头损失不稳定,但反冲洗周期长。这主要是由于1.5mm柱状炭的滤料孔隙比较小,而4mm破碎炭则是炭棱角易被冲刷脱落而累积在炭层里面,导致水头损失较大。

  3结论3种规格活性炭滤池的出水浊度总体上均比进水要高,主要原因在于采用升流式炭滤池这种工艺形式对浊度未有去除作用,炭滤料上的生物膜会随出水带出,且曝气及水力剪切造成的活性炭棱角脱落及炭粒这间摩擦产生的活性炭粉末随水流出,导致出水浊度的升高,4mm破碎炭表现得为明显。

  在实验前期,由于气温较低,同时待滤水中存在一定程度的余臭氧的缘故,挂膜阶段的滤池去除效果欠佳,并且不稳定,4mm破碎炭表面较为凹凸,更利于微生物的附着生长,而1.5mm柱状炭则由于且其具有较大的比表面积,为微生物附着生长提供便利条件,且吸附容量较大,相对于4mm的柱状炭,1.5mm柱状炭与4mm破碎炭对氨氮和CODMn具有较好的去除效果。挂膜成熟后,1.5mm柱状炭滤池对NH3.和CODMn的去除率为67.从运行过程中水头损失与出水水质的考察结果发现,1.5mm柱状炭总体处理效果优,但水头损失略偏大,且不太稳定。因此,在后续的实验中为稳定水头损失,可以适当提高柱状炭的粒径,采用2.0~3.0mm的柱状活性炭进行后续的实验。

访问统计
51客服