大型水质净化厂纯膜MBBR工艺条件优化及运行分析

广东某大型水质净化厂将原平流沉淀池末端改造为纯膜MBBR工艺段,以提高系统对微污染河道水中氨氮的去除效果。改造后稳定运行期间,厂区出水COD_(Mn)、BOD_(5)、氨氮、TP和SS的平均质量浓度分别为19、2.7、0.47、0.10 mg/L和8 mg/L,平均去除率分别为24.11%、35.03%、85.17%、56.30%和57.15%,满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准。通过中试探究了水温、气水比、水力停留时间及填料填充率各运行条件对纯膜MBBR工艺硝化性能的影响。结果表明,最佳运行条件:水温为25℃、气水比为1.50∶1、水力停留时间为54 min、悬浮填料填充率为40%。优化条件下,氨氮平均去除率可达97.79%。文章对纯膜MBBR生物池的调试及运行经验进行了总结,可为类似工程提供借鉴和参考。

基于碳减排的污水厂污泥处理处置全流程最佳技术路线分析

按照IPCC提供的计算方法,选取符合我国国情的排放因子,以污水厂浓缩污泥为起点,比较了3种污泥处理处置技术路线(深度脱水+填埋、脱水+干化焚烧+填埋/建材利用、厌氧消化+脱水+干化焚烧+填埋/建材利用)的碳排放强度,从碳减排的角度提出了最优选污泥处理处置的全流程技术路线。研究结果表明,浓缩污泥VS含量在50%~65%时,从污泥处理处置全流程看,深度脱水+填埋路线是高碳排放处理处置方式,且会产生二次污染,应尽量避免;脱水+干化焚烧+填埋/建材利用和厌氧消化+脱水+干化焚烧+填埋/建材利用路线的碳排放强度仅为深度脱水+填埋碳排放的约20%,且后者略低。研究认为,浓缩污泥经过厌氧消化后干化焚烧,残留的焚烧飞灰建材利用是最佳的碳减排处理处置技术路线,且当浓缩污泥VS含量和污泥脱水后含水率达到一定要求时,可以实现污泥处理处置全流程碳中和,应加快推广应用。

臭氧/陶瓷膜对生物活性炭工艺性能和微生物群落结构影响

利用处理量为120m3/d的臭氧/陶瓷膜-生物活性炭(BAC)组合工艺处理微污染原水,对工艺性能和BAC中的微生物多样性和种群结构进行了研究.结果显示,组合工艺可有效去除微污染原水中的有机物和氨氮.臭氧曝气提高了溶解氧浓度,改善了后续BAC工艺对氨氮的去除效果.组合工艺对氨氮和CODMn的总去除率分别约为90%和84%,其中BAC在污染物的去除中发挥了重要作用.组合工艺和传统工艺中BAC床层共检测到36个门类的细菌.与传统BAC工艺相比,臭氧/陶瓷膜降低了后续BAC中微生物群落结构的多样性和均匀度.组合工艺BAC中存在丰度较高的亚硝化单胞菌属和硝化螺旋菌属,可能对氨氮的去除具有重要的作用.臭氧/陶瓷膜对后续BAC中致病菌和条件致病菌有很好的预处理和抑制作用,显著降低了其相对丰度,提高了饮用水的生物安全性.

臭氧对陶瓷膜超滤-生物活性炭组合工艺效果的影响

利用处理量为3L/d的臭氧陶瓷膜-生物活性炭（BAC）（工艺Ⅰ）和陶瓷膜-BAC（工艺Ⅱ）2种组合工艺处理受污染的原水,研究了工艺对原水中浊度、氨氮和有机物的去除效果,同时考察了臭氧对膜通量和BAC的影响.结果表明,未投加臭氧和2.0mg/L臭氧投加量下,两种组合工艺可去除原水中96%以上的浊度.组合工艺均可去除原水中1.0-2.0mg/L的氨氮.提高溶解氧浓度至30mg/L可强化氨氮的去除能力,两种组合工艺可至少彻底去除5.5mg/L的氨氮.投加2mg/L臭氧后,工艺Ⅰ可去除原水中48.3%的总有机碳（TOC）和51.8%的UV254.工艺Ⅱ对TOC和UV254的平均去除率分别为51.1%和48.2%.臭氧对浊度的去除无影响,但臭氧可改变部分有机物的结构,减轻膜的有机物污染.与未投加臭氧的工艺Ⅱ相比,投加臭氧使工艺Ⅰ中的膜通量提高了25%-30%.但残留臭氧可能影响后续BAC中的微生物,对BAC去除氨氮和有机物的能力产生不利影响.

自来水厂应急净化处理技术及工艺体系研究与示范

通过开展应急净化技术、处理系统和应急能力建设等方面的研究,建立了由6类技术组成的自来水厂应急净化处理技术体系,在粉末活性炭吸附技术、难去除重金属的化学沉淀技术、挥发性污染物的吹脱技术等方面取得重要突破,获得了100多种污染物的应急处理适用工艺和技术参数,覆盖了饮用水水质相关标准中85%以上的污染指标,开发了"移动式应急处理导试水厂"和"移动式应急药剂投加系统"等关键设备,编制了水厂应急处理工程的标准化设计和规范化建设等相关技术文件,在北京、广州等6个城市建设了应急处理示范工程(供水总规模达到715万m^3/d),编制了39个重点城市的应急供水能力建设规划方案,并为7次重大环境突发事件的应急供水提供了技术支持。

季节性污染原水预处理和常规处理工艺强化技术集成与示范

针对珠江下游普遍存在的水源季节性氨氮和有机物污染问题,采用原水生物预处理和强化常规处理工艺技术路线,开发了三种主要的集成工艺技术,包括高速生物过滤强化常规工艺、高锰酸钾与粉末活性炭、纯氧曝气及活性无烟煤联合强化常规工艺、以平板陶瓷膜为主的集成工艺等,建立了中试基地和示范工程,有效处理氨氮浓度为3～5mg/L的原水,出水水质达到GB 5749—2006标准,经济有效,稳定可靠,为常规工艺升级改造提供了多样化技术选择。

臭氧预氧化对不同孔径陶瓷膜过滤微污染饮用水的影响

利用臭氧陶瓷膜组合工艺处理受有机物污染的河水,以膜通量、颗粒物和有机物为评价指标研究臭氧预氧化对不同孔径陶瓷膜性能的影响。研究结果表明:与陶瓷膜单独过滤相比,添加1~5 mg/L臭氧后,孔径为200,100和10 nm的陶瓷膜通量分别提高34.2%~38.8%,29.2%~56.4%和7.2%~12.2%。集成工艺能够使浊度降低99%以上,并可去除粒度为2~3μm的颗粒物,孔径为200,100和10 nm陶瓷膜出水颗粒含量分别低于60,40和30个/mL。单独陶瓷膜过滤对原水中CODMn的去除率为15.1%~30.8%。臭氧预氧化后,孔径为10 nm的陶瓷膜对CODMn的去除率提高11.0%~16.7%,但仅5 mg/L臭氧预氧化可显著改善孔径为100和200 nm陶瓷膜去除CODMn的性能,预氧化后去除率分别提高11%和24%;当臭氧投加量低于3 mg/L时,臭氧预氧化导致膜出水中CODMn浓度略微升高;单独膜过滤可去除约10.0%的UV254,集成工艺可将此值提高至12.0%~49.9%。臭氧预氧化是去除UV254的主要原因。

饮用水处理中不同滤料除氨氮效果及需氧量研究

对比研究了活性无烟煤、活性炭、石英砂以及无烟煤4种滤料过滤去除饮用水中氨氮的效果及其与需氧量的关系。试验结果表明,当氨氮低于2 mg/L时,4种滤料过滤都能够有效去除氨氮,水中溶解氧逐渐耗尽;当氨氮浓度高于2 mg/L时,4种滤料的去除率均有所下降,但相比石英砂和无烟煤而言,活性无烟煤和活性炭过滤能够更有效地去除氨氮。纯氧曝气能够将溶解氧浓度提高到25 mg/L,从而大幅度改善4种滤料对氨氮的去除效果;活性无烟煤和活性炭过滤可将大部分氨氮转化为硝酸盐,但石英砂和无烟煤过滤则会发生亚硝酸盐积累现象。在活性无烟煤和活性炭过滤去除氨氮过程中,氨氮去除量与溶解氧的平均比例为1∶4.25,略低于理论值。这种定量关系对于生物过滤去除氨氮工艺的设计和运行具有指导意义。

臭氧—平板陶瓷膜新型净水工艺中试研究

为应对饮用水源受到的有机物和氨氮的复合污染，对混凝臭氧／陶瓷膜一活性炭池新型净水工艺进行中试研究。结果表明，臭氧可以在线控制膜污染，臭氧投加量2mg／L，间歇提高臭氧投加量至5mg／L时，陶瓷膜跨膜压差在通量100L／（m^2·h）下运行5d后增长小于2kPa。臭氧促进了陶瓷膜对颗粒物的去除，投加臭氧时膜出水中大于2μm粒径的颗粒数低于10个／mL。新型净水工艺能有效去除受污染原水中的有机物和氨氮，工艺对UV254的去除率为65％～95％，CODMn去除率为71％～98％，出水CODMn低于0．5mg／L；原水氨氮〈3．5mg／L时，工艺出水氨氮〈0．1mg／L，且无亚硝态氮积累，氨氮基本转化为硝态氮。此外，新型净水工艺对卤乙酸生成势的去除率高于85％，大大提高了工艺出水的安全性。实现了传统工艺与深度处理工艺的叠加集成，对水厂升级改造具有重要意义。

采用浸没式平板陶瓷膜处理东江原水的应用试验

采用过滤面积0.571 2 m2,孔径为60～70 nm的平板陶瓷膜,对东江原水进行过滤试验,研究在不同渗透通量、原水浊度、原水有机物浓度下陶瓷膜对浊度和有机物的去除效果,以及陶瓷膜跨膜压差的变化。结果表明,渗透通量、原水浊度和有机物浓度的升高都会引起跨膜压差的升高,其中有机物浓度的影响大于浊度的影响;膜出水水质分析表明陶瓷膜出水浊度稳定在0.1 NTU以下,各项指标除氨氮外都满足新的国家饮用水水质标准;陶瓷膜过滤能将病原微生物有效去除,从而提高水体的微生物安全保障水平;陶瓷膜能显著去除水中分子量大于2 000 Da的有机物,但对小分子有机物和无机离子基本没有去除效果。膜清洗试验表明,使用单种化学清洗剂时NaOH的效果最好。

新型陶瓷膜过滤去除水中浊度颗粒工艺研究

研究了新型陶瓷膜在不同孔径和压力下对浊度颗粒的去除效果。采用了平均孔径分别为200nm和50nm两种规格陶瓷膜,0.1MPa、0.2MPa和0.3MPa三种操作压力,对比了浊度和颗粒数两种水质参数的变化规律。试验结果表明,原水浊度在10～1 000NTU时,过滤出水浊度均在0.12NTU以下,出水浊度颗粒主要集中在小于4μm,但是原水浊度能够显著影响陶瓷膜的过滤通量。陶瓷膜过滤操作压力虽然对出水浊度影响不显著,但是能明显影响出水颗粒的数目和尺寸分布。在低浊度情况下,颗粒数能够更加准确反映水质变化。

活性滤料与惰性滤料的性能比较研究

通过小试试验利用沉淀池出水,对比研究了两种活性滤料即活性无烟煤和活性炭与两种惰性滤料即石英砂和无烟煤的过滤性能。结果表明,活性无烟煤和活性炭过滤对氨氮的去除率达95%以上,优于石英砂和无烟煤;活性无烟煤和活性炭过滤出水亚硝酸盐氮浓度低于0.05mg/L,优于石英砂和无烟煤;活性无烟煤和活性炭过滤对浊度和颗粒数的去除效果与石英砂和无烟煤相近,出水浊度低于0.5NTU;活性无烟煤和活性炭过滤对COD_Mn的平均去除率分别为47.4%和50.7%,对UV_254的平均去除率分别为25.4%和31.9%,均优于石英砂和无烟煤。两种活性滤料不仅具有传统过滤去除浊度的性能,还具有比传统过滤更好的去除氨氮和有机物的性能,对于受季节性排污影响的传统给水水厂的过滤工艺改造具有重要意义。

长距离大口径钢管的顶管施工

结合东莞市第四水厂二期给水管道工程过107国道段的顶管施工,介绍了大口径钢管进行长距离顶进施工时顶管机的选型、减阻措施的选用、中继间的运用、轴线控制等问题,可供以后同类工程参考和借鉴。

活性碳-石英砂双层滤池去除氨氮和亚硝酸盐氮的特性

通过一个水文年的小试试验,研究了活性炭-石英砂双层滤池(简称炭砂滤池)作为快滤池时对水中氨氮和亚硝酸盐氮的去除特性。结果表明:炭砂滤池能稳定且有效去除水中的氨氮和亚硝酸盐氮,试验期间滤池出水氨氮浓度一般低于0.1 mg/L,出水NO2--N浓度一般低于检出限,运行效果优于水厂传统砂滤池。在试验进水水质条件下,氨氮和亚硝酸盐氮主要在滤池上部0.4 m活性炭层被去除。高滤速和水力波动会使炭砂滤池去除氨氮和亚硝酸盐氮的效果变差。水温和反冲洗对滤池去除氨氮和亚硝酸盐氮的效果影响不大,高温条件以及反冲洗后滤池对氨氮和亚硝酸盐氮的沿程去除速率略有提高。

陶瓷膜在高浊度给水处理中的试验研究

为了应对给水厂可能存在的高浊度水源风险,研究了陶瓷膜通量的变化规律,以及陶瓷膜过滤对原水浊度、颗粒数的去除效果。结果表明,膜通量基本随膜孔径增大呈上升趋势,过滤初期膜通量下降很快,运行10 min后逐渐稳定。当水源浊度为12 NTU时,4种孔径的膜通量较大,约为500～600L.m-.2h-1;当水源浊度升高为50～500NTU时,4种孔径的膜通量会变小,约为300～400 L.m-.2h-1。陶瓷膜的出水浊度随膜孔径的增大变化不明显,当水源浊度为12～500 NTU时,4种孔径陶瓷膜的出水浊度相近,约为0.1 NTU。>2μm的膜出水颗粒以2～5μm为主,约占总颗粒数的80%。当水源浊度为500 NTU时,5、10 nm孔径膜出水颗粒数变化不大,>2μm颗粒数约为30～80 CNT.mL-1,50、100 nm孔径膜出水>2μm颗粒数分别为215、346 CNT.mL-1。

臭氧对陶瓷膜过滤特性的影响

为了提高陶瓷膜的通量和过滤效果,采用臭氧-陶瓷膜组合工艺对水厂源水进行试验,研究了臭氧对陶瓷膜通量和过滤效果的影响。试验发现:在源水中投加臭氧可使陶瓷膜通量有一定程度的增加,且膜孔径越大其增加幅度越明显。对于10 nm陶瓷膜,臭氧投加量为1 mg.L-1时通量最大,增加约25%～30%;对于100 nm陶瓷膜,臭氧投加量5 mg.L-1时通量最大,增加约40～55%。随着臭氧投加量的增大和运行时间的延长,10 nm和100 nm陶瓷膜的出水浊度基本不受影响,出水浊度均稳定,约0.07～0.10 NTU。投加臭氧对10 nm、100 nm陶瓷膜去除源水中UV254均有一定促进作用,10 nm陶瓷膜对UV254的去除率可增加约9%～18%,100 nm陶瓷膜对UV254的去除率可增加约3%～7%。

东莞市供水规划与研究

1 东莞市供水现状 1.1 基本情况。东莞市位于广东省中南部,珠江三角洲中部东江下游,北靠广州,南依深圳,东临惠州、博罗,西隔珠江与番禺相望,处于穗深港经济走廊的黄金地段。

曝气炭砂滤池去除氨氮的生产性示范工程研究

通过运行炭层空气曝气活性炭-石英砂双层滤池(简称曝气炭砂滤池)生产性示范工程,并与无曝气炭砂滤池及砂滤池进行对比,研究了曝气炭砂滤池作为快滤池时对水中氨氮及亚硝酸盐氮的去除性能。结果表明,曝气炭砂滤池可将氨氮浓度低于2.5mg/L的进水处理至0.5mg/L以下,且进水氨氮低于1.5mg/L时不需曝气,其去除效果显著优于普通炭砂滤池和石英砂滤池;曝气炭砂滤池亦可有效去除亚硝酸盐氮。用曝气炭砂滤池替代石英砂滤池是水厂提升氨氮去除能力的一种可行的滤池改造方式。

活性无烟煤过滤去除有机物的性能研究

通过小试试验研究了活性无烟煤过滤对水中有机物的去除效果。试验结果表明,活性无烟煤过滤能有效去除浊度,出水浊度小于0.5 NTU,与传统滤料石英砂和无烟煤的过滤效果相当;反冲洗周期为6 d时,活性无烟煤过滤对TOC和UV254均能稳定去除,平均去除率分别为33.4%和43.6%;反冲洗周期为28 h的长期运行过程中,活性无烟煤过滤对CODMn和UV254均能稳定去除,平均去除率分别为47.4%和25.4%。活性无烟煤过滤稳定去除浊度和有机物的性能,对处理有机物微污染源水的传统给水水厂的过滤工艺改造具有重要意义。

反冲洗效果对滤池综合过滤性能的影响研究

以广东某净水厂滤池为研究对象,利用超声波液位计推求滤池滤速和反冲洗强度,同时对衡量反冲洗效果的滤料含泥量、滤层截污量和反冲洗排水浊度等指标进行测定,并考察各滤池在不同工作滤速和反冲洗强度以及效果下过滤性能的差异。结果表明:(1)利用超声波液位计记录数据可以实现对滤池滤速和反冲洗强度的推算,相比较只关注初始水位和最终水位的计算方法,该方法在原理上更加准确。(2)通过观察滤池反冲洗期间水位变化情况,发现反冲洗过程中存在未出现单独气冲的情形,建议重新评估其反冲洗进程,以确保滤池按照设计流程完成反冲洗。(3)反冲洗强度会对滤池含泥量和有机物去除效果产生影响,过高的反冲洗强度会导致滤池含泥量过低,减弱滤池生物降解作用、降低有机物去除效果。(4)在滤速和反冲洗强度接近设计值之后,各滤池0.5m/h左右的滤速差异和4L/(m^(2)·s)左右的反冲洗强度差异不会对滤后水浊度产生明显影响。(5)各滤池在当前工作滤速和反冲洗强度下对铁、锰、铝、硅等指标在去除效果上没有显著性差异。