臭氧——活性炭——后置砂滤工艺处理引黄水库水生产性运行研究

摘要

随着黄河水源污染的不断加剧，引黄水库水逐渐呈现富营养化状态，具有低浊、高嗅味、高溴离子、高有机污染等水质特征。臭氧-生物活性炭技术作为一种常用的饮用水深度处理技术，可以有效的去除水中有机物和氨氮等污染物质。本论文是国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07404-003)中对示范工程部分的研究内容。
　　 济南市鹊华水厂以引黄水库水（鹊山水库）为原水，示范工程主体工艺为“高密度沉淀池→臭氧接触池→上向流生物活性炭滤池→(V)型滤池”。本论文针对生产工艺重点主要研究以下两个方面:(1)上向流生物活性炭滤池运行效果研究;(2)O3/H2O2-BAC-砂滤组合工艺运行效果研究。
　　 对上向流生物活性炭滤池运行效果研究结果表明:活性炭滤池初期对有机物的去除率在前30天呈快速下降趋势，第150天左右开始，去除率趋于稳定，活性炭吸附相对饱和;不同温度下生物活性炭滤池对CODMn、UV254和TOC的去除效果较稳定;较高的温度增强了微生物的新陈代谢作用，有利于水中BDOC的去除;10min的气反冲洗能有效冲刷下炭粒上老化的生物膜及存在于炭颗粒之间的杂质，有利于炭粒上附着微生物的新陈代谢，提高了对有机物的去除能力;通过试验检测，生物活性炭滤池15天的反冲周期较为合理，反冲洗出水对后续的砂滤池基本没有影响。
　　 对O3/H2O2-BAC-砂滤组合工艺运行效果研究结果表明:长期运行结果显示，臭氧接触池进水浊度小于8NTU时，组合工艺对有机物、三卤甲烷、嗅味物质等指标有较高的去除效果;臭氧投加量为1.0～2.0mg/L时，组合工艺对CODMn、TOC和UV254的总去除率随投加量的增加而缓慢增加。投加H2O2比单独臭氧氧化去除效果稍好;在水厂进水条件下，臭氧投加量分别为1.0mg/L、1.5mg/L和2.0mg/L时，不需投加H2O2，出水溴酸盐均低于5μg/L，符合国家水质标准的要求，即使没有投加过氧化氢，仍然能够保证出水水质安全;活性炭吸附饱和前对CODMn、TOC、NH3-N的去除效果明显优于吸附饱和后，对UV254的去除效果变化不大;新工艺对有机物、氨氮、三卤甲烷前体物、嗅味物质等指标的去除效果均优于原有工艺。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 我国水环境现状

1．1．2 黄河流域水资源情况

1．1．3 水资源污染的特征及危害

1．2 微污染饮用水处理技术

1．2．1 预处理技术

1．2．2 强化常规处理技术

1．2．3 深度处理技术

1．3 课题研究概要

1．3．1 课题来源

1．3．2 研究意义及目的

1．3．3 研究内容

第2章 水厂原水水质、工艺流程及分析方法

2．1 原水水质

2．2 鹊华水厂工艺介绍

2．2．1 工艺流程

2．2．2 工艺设计参数

2．3 检测项目、测定方法和主要仪器

第3章 上向流生物活性炭滤池运行效果研究

3．1 试验概况

3．2 生物活性炭滤池挂膜运行阶段

3．2．1 活性炭滤池对有机物的去除效果

3．2．2 活性炭滤池对NH3-N和NO2-N除效果

3．2．3 活性炭比表面积及孔径变化

3．3 温度对生物活性炭滤池运行效果的影响

3．3．1 温度对有机物去除效果的影响

3．3．2 温度对BDOC去除效果的影响

3．4 生物活性炭滤池反冲洗研究

3．4．1 反冲洗对出水水质的影响

3．4．2 运行周期内水质变化

3．4．3 活性炭池反冲洗出水对砂滤出水的影响

3．5 本章小结

第4章 O3／H2O2-BAC-砂滤组合工艺运行效果研究

4．1 试验概况

4．2 臭氧及过氧化氢投加量对组合工艺净水效果的影响

4．2．1 臭氧及过氧化氢投加量对有机物和浊度的去除效果

4．2．2 臭氧投加量对BDOC的影响

4．2．3 臭氧投加量对溴酸盐形成的影响

4．3 臭氧-生物活性炭-砂滤工艺长期运行效果分析

4．3．1 组合工艺对有机物的去除效果

4．3．2 组合工艺对消毒副产物前体物和嗅味物质去除效果的影响

4．3．3 组合工艺对分子量分布和BDOC去除效果的影响

4．3．4 组合工艺对溴酸盐形成的影响

4．4 活性炭吸附饱和前后组合工艺运行效果对比

4．4．1 活性炭吸附饱和前后对CODMn的去除效果

4．4．2 活性炭吸附饱和前后对UV254的去除效果

4．4．3 活性炭吸附饱和前后对TOC的去除效果

4．5 O3-BAC-砂滤组合工艺与原有处理工艺运行效果对比研究

4．5．1 新工艺与原有工艺对有机物去除效果的对比

4．5．2 新工艺与原有工艺对氨氮去除效果的对比

4．5．3 新工艺与原有工艺对嗅味物质去除效果的对比

4．5．4 新工艺与原有工艺对三卤甲烷生成势去除效果的对比

4．6 本章小结

第5章 结论和建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况