摘(zhai)　要(yao):某兩(liang)座水(shui)廠(chang)的深度(du)(du)處理工(gong)程總建設(she)規模達100 ×104 m3 /d,設(she)計(ji)采用(yong)(yong)臭氧(yang)生(sheng)物(wu)活(huo)性炭(tan)工(gong)藝。介紹了(le)主要(yao)工(gong)藝單元的設(she)計(ji)參數、設(she)備及(ji)處理效(xiao)果。為(wei)避免活(huo)性炭(tan)在濾(lv)池反(fan)沖(chong)洗(xi)時流失,臭氧(yang)生(sheng)物(wu)活(huo)性炭(tan)濾(lv)池采用(yong)(yong)翻板濾(lv)池的工(gong)藝形式。一年多的實際運(yun)行表(biao)明,深度(du)(du)處理工(gong)藝有效(xiao)提(ti)高了(le)出水(shui)水(shui)質,出廠(chang)水(shui)106個項目均(jun)達到了(le)國家(jia)《生(sheng)活(huo)飲用(yong)(yong)水(shui)衛生(sheng)標(biao)準》(GB 5749—2006) 。

關鍵(jian)詞(ci):飲用水深度(du)處(chu)理;臭氧;生物活性(xing)炭;翻板濾池

1 項目簡介

某市現有A、B 兩座水廠, A 水廠規模為60 ×104 m3 /d,分五期建成; B 水廠近期規模為40 ×104m3 /d,遠期總規模為60 ×104 m3 /d。兩座水廠均采用常規處理工藝。水廠水源均為湖泊水,因入湖河道的水質大部分為Ⅳ類、Ⅴ類,有些為劣Ⅴ類,從而使水體受到一定程度的有機污染,目前水質為Ⅲ～Ⅳ類水體,屬微
污染源水。據監測,水源水中超過Ⅲ類水源水標準的項目包括CODMn、DO、NH3 - N、TP、TN等, 2005年分別為( 3. 44 ～6. 80 ) 、( 4. 80 ～12. 50) 、( 0. 01 ～2. 96) 、(0. 02～0. 15) 、( 0. 07～4. 38) mg/L。水中藻含量也較高,平均為200 ×104 個/L,最高為280×104 個/L。盡管政府采取了一些污染源控制措施,但難以在短期內有效控制。常規處理工藝對兩水廠水源中溶解性有機污染物的去除效果不理想,自來水有時有異味、口感不好、CODMn偏高。2005年出廠水CODMn年均為3. 25 mg/L,最大值為4. 15
mg/L,最小值(zhi)為2. 71 mg/L。為有效提高出水水質,設計采用臭氧(yang)生(sheng)物(wu)活(huo)性炭(tan)深度(du)處理工藝(yi)。

2　工藝設計

飲用水(shui)深(shen)度(du)處理工程于2006年在A、B水(shui)廠(chang)實施,項目(mu)建設規模(mo)與水(shui)廠(chang)常規處理規模(mo)配套(tao)。兩座水(shui)廠(chang)均采用預臭(chou)氧(O3 ) /常規處理/臭(chou)氧生物活性炭(O3 - BAC)工藝(yi),工藝(yi)流程見圖1。

工(gong)程(cheng)建設內(nei)(nei)容除新建深度處(chu)理設施外,還(huan)包括對現有系(xi)統進行(xing)必(bi)要的改(gai)造。新建內(nei)(nei)容包括預(yu)臭氧接觸及(ji)機械混合(he)池、砂濾水(shui)提升泵(beng)房、后(hou)臭氧接觸池、活性炭(tan)翻板濾池、臭氧制備(bei)車間、反沖洗(xi)泵(beng)房、變配電間及(ji)炭(tan)庫等(deng)。

①　預臭氧接觸池及(ji)機(ji)械混(hun)合(he)池

預臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧投量為(wei)(wei)0. 5 ～1. 0 mg/L,接(jie)(jie)觸(chu)時間(jian)為(wei)(wei)4min。預臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧接(jie)(jie)觸(chu)池為(wei)(wei)密(mi)閉式結(jie)構,池頂設(she)置(zhi)尾氣(qi)(qi)排(pai)放管(guan)和自動氣(qi)(qi)壓釋放閥。采(cai)用(yong)文丘里擴散器(qi)投加(jia)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧,動力(li)水(shui)源采(cai)用(yong)砂濾池出(chu)水(shui)。根據臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧腐蝕性強、有(you)毒(du)的(de)(de)特性,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧接(jie)(jie)觸(chu)池不(bu)設(she)出(chu)水(shui)閘(zha)板,采(cai)用(yong)薄壁堰跌落出(chu)水(shui),以避免(mian)采(cai)用(yong)閘(zha)板后出(chu)現維護(hu)困難或需要經常更(geng)換等問(wen)題。臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧尾氣(qi)(qi)消除裝置(zhi)露天設(she)置(zhi)在臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧接(jie)(jie)觸(chu)池池頂,臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧尾氣(qi)(qi)通(tong)過管(guan)道接(jie)(jie)入(ru)池頂的(de)(de)臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧尾氣(qi)(qi)破壞(huai)裝置(zhi),經催化分解后排(pai)入(ru)大氣(qi)(qi)。投藥混合(he)(he)原采(cai)用(yong)管(guan)式水(shui)力(li)混合(he)(he)設(she)備(bei),為(wei)(wei)提高混合(he)(he)效果和運(yun)行穩定性,設(she)計采(cai)用(yong)機械混合(he)(he),并與(yu)預臭(chou)(chou)(chou)(chou)氧接(jie)(jie)觸(chu)池合(he)(he)建。

②　砂濾水提升泵房

用(yong)于(yu)將常規處(chu)理砂濾池(chi)出水(shui)提(ti)升(sheng)進入(ru)深度處(chu)理系統。設計(ji)采用(yong)潛水(shui)軸流(liu)泵,共設8臺水(shui)泵( 6用(yong)2備) 。單泵流(liu)量為10 ×104 m3 /d。

③　后臭氧接觸池

后臭(chou)氧(yang)投(tou)量(liang)(liang)為(wei)(wei)1. 0～2. 0 mg/L,接(jie)觸(chu)(chu)時間為(wei)(wei)10min。后臭(chou)氧(yang)接(jie)觸(chu)(chu)池(chi)(chi)為(wei)(wei)密閉式(shi)池(chi)(chi)型。采用(yong)微孔鈦(tai)盤布氣(qi),設(she)3個投(tou)加點進(jin)行臭(chou)氧(yang)接(jie)觸(chu)(chu)反應(ying),臭(chou)氧(yang)的投(tou)加比例(li)順水(shui)(shui)流方(fang)向依次為(wei)(wei)投(tou)加量(liang)(liang)的60%、20%、20%(見圖(tu)2) 。臭(chou)氧(yang)尾氣(qi)通過管道接(jie)入池(chi)(chi)頂的臭(chou)氧(yang)尾氣(qi)破壞裝置,經催化分解(jie)后排入大氣(qi)。出水(shui)(shui)采用(yong)薄(bo)壁堰跌水(shui)(shui)出流。

④　生物活性炭翻板濾池(chi)

生物活性炭濾池一般采用V型濾池,近年來,翻板濾池因其鮮明的特點而逐漸受到重視,也開始在國內應用。
翻板濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)與(yu)V 型濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)技術上的(de)最(zui)大差別是(shi)反(fan)沖洗(xi)方(fang)(fang)式(shi)(shi)不(bu)同,翻板濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)是(shi)序批式(shi)(shi),沖洗(xi)時(shi)不(bu)排(pai)水,這樣可以避免或(huo)減少濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)的(de)流(liu)(liu)失(shi);而V型濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)反(fan)沖洗(xi)與(yu)排(pai)水同時(shi)進行(xing),沖洗(xi)強度控制對濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)的(de)流(liu)(liu)失(shi)影響(xiang)較(jiao)(jiao)大。此外其結構比V型濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)簡單,節省占地。考慮到活(huo)性炭(tan)(tan)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)密度較(jiao)(jiao)小,易隨反(fan)沖洗(xi)上升水流(liu)(liu)流(liu)(liu)失(shi),而翻板濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)能夠避免或(huo)減少活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)流(liu)(liu)失(shi),并在濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)施工和維護及濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)出(chu)水水質等方(fang)(fang)面(mian)比V型濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)更具(ju)優(you)勢,所以該工程的(de)生物活(huo)性炭(tan)(tan)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)采用(yong)翻板濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)。濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)結構見圖3。

主要設(she)計參數(shu):設(she)計空(kong)床(chuang)濾(lv)速為11～12 m /h,接(jie)觸時間為10～11 min,活性(xing)炭(tan)層(ceng)厚(hou)為2 m。為防(fang)止(zhi)脫落的生物(wu)膜影響出水水質,在活性(xing)炭(tan)層(ceng)下鋪設(she)30 cm厚(hou)的石英砂,濾(lv)層(ceng)總(zong)厚(hou)度為2. 3 m。

濾池的工作過程如下:每格濾池前均設有可調節的進水堰板,使每格濾池的進水流量均勻一致。濾后水通過設在每座濾池后的薄壁堰跌落進入位于濾池管廊下的清水總渠。單格吸附池面積為105
m2 ,濾池水頭損(sun)失為15 kPa,設計工作(zuo)周期(qi)為3～6d。

⑤　臭氧發生間

臭氧發生(sheng)(sheng)間包括(kuo)四個單元:純氧制備系(xi)統、臭氧發生(sheng)(sheng)系(xi)統(含冷卻水系(xi)統) 、變配電系(xi)統、自控系(xi)統。

臭(chou)氧產(chan)量(liang)考慮5%的(de)富余量(liang)(安全(quan)系數) 。A水(shui)廠規(gui)模為60 ×104 m3 /d,臭(chou)氧最大產(chan)量(liang)為78. 75 kg/h,設(she)臭(chou)氧發生設(she)備4臺,單臺臭(chou)氧產(chan)量(liang)為22 kg/h,功率為400 kW。B水(shui)廠近期規(gui)模為40 ×104 m3 /d,臭(chou)氧最大產(chan)量(liang)為52. 5 kg/h,設(she)臭(chou)氧發生設(she)備3臺。

臭氧發生器(qi)制(zhi)備量(liang)可在10% ～100%范圍內調(diao)節,臭氧質(zhi)量(liang)分數為10%。

臭(chou)氧(yang)的制備采用(yong)VPSA制氧(yang)機(ji)(ji)現(xian)場制氧(yang),以氧(yang)氣為氣源制臭(chou)氧(yang);臭(chou)氧(yang)尾(wei)氣破壞采用(yong)催(cui)化劑接觸催(cui)化分解(jie)法。兩(liang)(liang)廠(chang)各設VPSA制氧(yang)機(ji)(ji)一套(tao),為臭(chou)氧(yang)發(fa)生器提供純氧(yang),每(mei)套(tao)制氧(yang)機(ji)(ji)配兩(liang)(liang)個吸附塔,交替使用(yong)和再生,單(dan)機(ji)(ji)Q = 550 kg/h,N = 420 kW。

3　運行經驗及處(chu)理(li)效果

①　運行經驗

臭氧活(huo)性炭水質深度處理工藝運行(xing)管理的(de)重(zhong)點為臭氧投加(jia)量和翻板濾池的(de)控制。

臭(chou)(chou)氧(yang)投加(jia)量(liang)在設計上(shang)留(liu)有一定的余地,實際運(yun)行管理中(zhong)主要根據(ju)水源水質變化情況及供水水質進行調(diao)整。調(diao)試(shi)階段,通過(guo)不同(tong)臭(chou)(chou)氧(yang)投加(jia)量(liang)下濁度、CODMn、BCODMn等指(zhi)標(biao)去除率(lv)的對比(bi)分析(xi),確定合理的臭(chou)(chou)氧(yang)投加(jia)量(liang)。水質邊界條件確定后,投加(jia)量(liang)的調(diao)整較(jiao)小。

生物活性炭翻(fan)板濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)前濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)深(shen)為1. 5 m,完成(cheng)反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)后(hou)一(yi)次排(pai)水(shui)(shui),反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)排(pai)水(shui)(shui)翻(fan)板閥(fa)距(ju)(ju)濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)最遠點(dian)的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離為14 m,將漂(piao)浮在水(shui)(shui)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)泡(pao)沫(mo)和污物與(yu)廢(fei)水(shui)(shui)一(yi)起排(pai)除的(de)(de)(de)難度較大,因此翻(fan)板濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)設計長度不(bu)宜(yi)過長,運(yun)行中應注意表(biao)面(mian)泡(pao)沫(mo)污物的(de)(de)(de)排(pai)除,必要(yao)時可增(zeng)加表(biao)面(mian)輔助沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)設施(shi)。此外(wai),反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)完成(cheng)后(hou),濾(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)位距(ju)(ju)濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)(ding)面(mian)距(ju)(ju)離較大,為避免進(jin)水(shui)(shui)直接沖(chong)(chong)(chong)擊濾(lv)(lv)料,對濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)(ceng)分布(bu)造成(cheng)影響,宜(yi)在反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)完成(cheng)后(hou),繼續(xu)采用反(fan)沖(chong)(chong)(chong)洗(xi)水(shui)(shui)提高濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)(ding)面(mian)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)深(shen),在不(bu)影響濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)(ceng)穩定性后(hou)再進(jin)行下一(yi)階段的(de)(de)(de)過濾(lv)(lv)。

②　處理效果

深度處理工程建成后,出廠水的106個項目均達到了《生活飲用水衛生標準》( GB 5749—2006) 。一年多的運行表明,工程實施后,出廠水的CODMn、色度、嗅味等指標大幅改善,有機物含量大大降低。經檢測,常規處理工藝的出水CODMn、濁度平均值分別為3. 51 mg/L、0. 45 NTU,出廠水分別為2. 27 mg/L、0. 28 NTU;氯化消毒副產物三鹵甲烷的含量也比常規處理降低了79%;飲用水的感觀性指標顯著改
善,全面提升了飲用水水質。

工程總投(tou)資為(wei)(wei)(wei)28 668 萬元(yuan), 其(qi)中A 水廠為(wei)(wei)(wei)17 073萬元(yuan),B水廠為(wei)(wei)(wei)11 595萬元(yuan);深度處理(li)的(de)單(dan)位運(yun)行(xing)成(cheng)本為(wei)(wei)(wei)0. 18 元(yuan)/m3。

4　結論

在某兩座水(shui)廠深度(du)處理工(gong)程中采用(yong)了臭(chou)氧生(sheng)物活性炭(tan)工(gong)藝(yi),實際運行結果表(biao)明,工(gong)藝(yi)流程穩(wen)定可靠、管理簡單,出水(shui)水(shui)質(zhi)顯(xian)著改(gai)善,達到了《生(sheng)活飲用(yong)水(shui)衛生(sheng)標準》(GB 5749—2006) 。

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