迳口水厂去除高氨氮原水处理工艺改造 4页

迳口水厂去除高氨氮原水处理工艺改造何成董燕珊张锡辉吴启龙。(1佛山水业三水供水有限公司，佛山528100；2清华大学深圳研究生院，深圳518055；3佛山市水业集团有限公司，佛山528OO0)摘要采用纯氧曝气一活性无烟煤预处理强化去除原水氨氮的工艺，对迳口水厂进行工艺提标改造，以满足国标对氨氮的要求，同时在夏季供水高峰期利用无烟煤滤罐，提高过滤水量，满足用水需求。介绍了纯氧曝气一活性无烟煤预处理工艺的中试效果，及其在迳口水厂中的工艺改造方案。关键词净水厂高氨氮预处理纯氧曝气活性无烟煤滤池工艺改造迳口水厂位于佛山市三水区南山镇，总设计规造成氨氮严重超标、河水发臭。2011年9月~2013模为1万Ill。／d，目前建成投入运行的首期规模为年3月原水氨氮最高值为6．0mg／L，月平均值最高4860rn3／d，服务人口约为1万人。近年来随着该为0．7mg／L。镇区域经济的发展，用水量剧增，供需矛盾已较为明1．2．2处理工艺显。而且迳口水厂水源经常出现氨氮、有机物浓度迳口水厂采用常规水处理工艺，目前依靠砂滤突发性升高并伴随有强烈异臭味的情况。由于水厂池的生物作用去除氨氮，出厂水氨氮容易超标。如采用常规处理工艺，现有的处理工艺和净水构筑物采用折点加氯方式，虽然可以去除一部分氨氮，但也不能满足水质和用水量的需求，因此必须进行工艺增加了消毒副产物超标的风险。氨氮的持续超标，提升改造，增加预处理设施，使出厂水质达到国标要会导致迳口片区停水，加上迳口地理位置相对偏远，求，同时满足高峰用水需要。停水时其他水厂无法转输供水，严重影响了水厂周1水厂现状边地区人们正常生活和生产用水。1．1工艺流程1．2，3供水量迳口水厂采用常规水处理工艺，工艺流程见图迳口水厂设计供水规模为1万m3／d，首期的净1，使用的絮凝剂为聚氯化铝(PAC)，消毒剂为二氧水处理构筑物按一天工作16h计，其设计处理规模为化氯，处理后的水通过二级泵房输送至L【J顶水池，再3240m3／d。按24h运行，供水规模为4860m3／d。由山顶水池以0．35MPa的压力进入市政管网。2012年夏季供水高峰时，供水量达到5600m。／d，超出设计规模约l5。供水设施难以满足夏季高峰供水量的需求。2中试研究图1迳口水J工艺流程2．1原理1．2存在的问题滤池中氨氮的去除依赖于滤层中微生物的硝化1．2．1原水水质反应，滤层需同时满足溶解氧和生物量这两个要素，迳口水厂水源为漫江河水，由于受漫江河上游氨氮才能得以有效去除。降解氨氮的微生物为专性层层截流影响，河水流量日趋下降，并且受上游排污好氧菌，理论上来讲，降解1mg／L的氨氮需要消耗影响，曾多次出现原水水质恶化的情况。主要受到4．57mg／L的溶解氧，因此应对高氨氮污染原水时，禽畜养殖污染，污染特征是氨氮突然升高，并伴有恶需要适当提高水中溶解氧的浓度l_1]。臭味。污染一般发生于冬春季，特别是春季，此时漫水厂常规的普通砂滤池经挂膜可成为生物砂滤江河处于枯水期，水流量较少，纳污能力和自净能力池，但砂粒平整光滑的表面结构使其挂膜不稳定，对较差，养殖场排出的污水对漫江河的水质影响极大，各种不利环境的适应性较差。试验研究和水厂运行给水排水Vo1．40No．10201423\n实践表明，砂滤池仅能应对1mg／L左右的氨氮去表1不同曝气方式对氨氮的处理效果除，当进水氨氮浓度进一步增大时，即使提供充足的运行剂凝进●水_一溶一解监氧出水溶解氧原水氨氮滤池出水氨氮氨氮去溶解氧，石英砂作为滤料也无法附着足够的生物量工艺碱烧／m．I孺g_训／I』进／mg／I／mg／L／mg／L除率／曝空气6．422．692．931．5447．4以有效去除氨氮。活性无烟煤是普通无烟煤经活化曝氧气16．O54．703．340．2692．2制成的一种新型滤料，具有较高的机械强度，也具有一空气曝气进水溶解氧平均为6．42mg／L，出水与活性炭相似的多孔结构，有利于微生物的附着与生长[。溶解氧平均降至2．69mg／L，滤池出水氨氮1．54纯氧曝气～活性无烟煤工艺通过纯氧提供氧mg／L，未能达标；采取氧气曝气进水溶解氧平均为16．05mg／L，出水溶解氧平均降至4．70mg／L，滤源，增加水中溶解氧，采用活性无烟煤滤料为微生物池出水氨i氮』0．26mg／l，氨氮的去除率在90以提供适宜的附着生长场所，能更好地满足微生物去上，达到饮用水卫生标准。采取空气曝气运行工艺除氨氮的需要，使硝化细菌能更短时间参与反应并时溶解氧与氨氮的比值小于4．57；采用纯氧曝气运大量繁殖。匣行工艺时溶解氧与氨氮的比值大于4．57，按照理论2．2试验工艺流程及参数值将1mg氨氮转化为硝酸盐氮需耗氧4．57mg。试验处理规模为1m。／h，试验工艺流程如图2因此，在处理季节性高氨氮原水时，进行纯氧曝气，所示。保证溶解氧的量，有利于氨氮的去除。2．3．1．2pH如图3，活性无烟煤滤池的生物膜有效形成后，迳口水厂原水水滤后水pH比待滤水大幅降低，说明pH偏碱性是滤池硝化细菌保持活性的条件。中试结果显示，pH图2_1：艺流程维持在7．5～8．O，能更好地发挥硝化细菌的硝化净水剂(4聚氯化铝)投加量为50～120rag／作用。L，配置质量分数2，采用计量泵投加到混合池中。烧碱投加量为3～8mg／L，配置质量分数O．16，8410O8．O采用计量泵投加到混合池中。混合时间30~45S，莲8o錾6076采用机械混合(竖轴)，与絮凝沉淀池合建。絮凝时72o间20min，絮凝池采用6格串联形式。斜管沉淀池68礞2O64上升流速0．52mm／s，池内斜管长度900mm，宽度0l35，9IlJ3l5l7I9600mm。与絮凝池合建。活性无烟煤滤料滤池的检测次数滤层总厚度1050mm，石英砂厚度150mm，活性无图3pH变化曲线烟煤厚度900mm。滤池直径400mm。滤速为82．3．2氨氮的去除效果m／h。过滤周期为48h。反冲洗：先气冲3min，冲中试活性无烟煤滤池进水氨氮为3～7．5mg／L，洗强度l2L／(s·m)；再水冲5rain，冲洗强度8I／调节原水pH在7．5～8．0，溶解氧在16~20n1g／L。(S·m。)。原水氨氮在4mg／L以下，出水氨氮为0．05～2．3试验结果讨论0．48mg／L，平均值0．26mg／L，氨氮的平均绝对去2．3．1影响氨氮去除效果的因素除量达3．08mg／L，氨氮去除率均值为92．2，出2．3．1．1溶解氧水氨氮达到国家标准要求(氨氮值<0．50rag／L)；中试控制进水氨氮3～4mg／L，pH在7．5～原水氨氮在4mg／L以上，其绝对去除量与去除率8．O，采取空气曝气和纯氧曝气两种运行工艺进行对都大幅度下降，出水氨氮超出国家标准(见图4)。比。具体数据见表1。分析认为导致原水氨氮在4mg／L以上去除效果差24给水排水Vo1．40No．102014\n的原因主要是水中的溶解氧含量与氨氮的比值小于8．18NTU，平均值为2．50NTU，出水浊度范围其理论比值。0．133~0．295NTU，平均值0．196NTU，浊度平均去除率为92．2。出水浊度达国家标准(浊度<187NTU)，出水浊度在0．3rU以下，去除效果见图7。纛4246lUl2l416I21)2224检测次数图7浊度的去除效果2．3．6进水氨氮浓度突增对处理效果的影响在挂膜完成，无氨氮水源水运行24h后，进水溶解氧在16~20mg／L、pH在7．5～8．0，进行氨氮浓度在1～6mg／L的过滤试验，考查活性无烟煤过f1粤皇髓甍滤对1～6mg／L氨氮的响应时间(见表2)。表2活性无烟煤过滤对氨氮去除情况响应时间待滤水氨氮滤后水氨氮氨氮去除量氨氮去除率／h／mg／I／mg／I／mg／I，／乓1．2O<0．021_2O100．0麟2．40