无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的对比研究

合成了具有不同Fe（Al）/聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）质量比的无机-有机复合混凝剂PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC,并对夏季引黄水库水进行混凝处理.考察了复合比例、投药量、pH值和投加方式对浊度、有机物和叶绿素-a的去除效果;并通过混凝过程中形成絮体的Zeta电位的变化分析了2种混凝剂的混凝机理.结果表明,无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的效果好于2种单独成分的复配使用;复合比例对PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC处理夏季引黄水库水的效果影响较大,Fe（Al）/PDMDAAC质量比为4：1,投药量为4mg/L时混凝效果最好;与无机混凝剂相比,复合混凝剂的最佳pH值范围较广,可在5.0~8.0的pH值范围内取得良好的混凝效果;2种混凝剂相比,PAC-PDMDAAC对浊度和叶绿素-a的去除效果较好,而PFC-PDMDAAC对有机物的去除效果更佳.

高藻引黄水库水常规工艺强化集成技术研究与示范

针对黄河下游地区引黄水库水夏季高藻高臭味、冬季低温低浊、小分子有机物含量高等水质特征,采用强化常规处理工艺的技术路线,研发了曝气生物流化池预处理—强化混凝工艺、基于藻及藻毒素同时去除的强化混凝—浮沉池—活性过滤组合工艺、水厂气浮藻渣无害化处置与再利用等关键技术,经过中试验证及优化集成,研究成果用于两座引黄水厂的示范建设,可有效解决引黄水库原水中的藻及二甲基异莰醇等问题,工艺运行稳定可靠,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),为黄河下游地区常规工艺水厂提标改造提供了可借鉴的工程范例。

引黄水库水超滤膜处理集成技术研究与综合示范

针对引黄水库水低温低浊、高藻、微污染的水质特点,通过关键技术研究、技术集成及示范应用,研究开发了以超滤膜为核心的深度处理组合工艺,积累了超滤膜净水厂设计、建设、运行和管理等的大量实践经验。在东营建立了国内首座10万m3/d规模的饮用水膜处理示范水厂,出水水质满足现行生活饮用水卫生标准,同时为今后超滤技术在城镇净水厂建设以及老水厂改造中的推广应用提供重要技术支撑。

分级共聚气浮处理引黄水库水效能及机理研究

针对引黄水库水低温低浊的水体特征,自主研发了分级共聚气浮工艺,将溶气水分级回流,强化净水过程中气浮粘附机理中的共聚作用。研究结果表明,低温低浊期,分级共聚气浮对浊度、CODMn、UV254、DOC、SUVA及氨氮的平均去除率分别为95.2%、43.2%、48.5%、38.2%、20.5%和77.3%,对大于2μm颗粒物的去除率为93.6%,对于相对分子质量大于3×10^3的有机物去除率可达85%,对相对分子质量为3×10^3-10×10^3有机物的去除率为30.6%。实验过程中,分级共聚气浮对消毒副产物生成势（DBPFP）具有良好的抑制作用,对CHCl3、CHCl Br2、CHCl2Br、CHBr3的去除率分别为22.9%、21.9%、16.0%及18.2%。通过对反应过程不同阶段进行显微观测,确定分级共聚气浮对污染物的去除机理主要有微气泡与絮体颗粒的碰撞粘附作用、微气泡与絮体颗粒的共聚作用及泡絮体-微气泡-颗粒物之间的网捕、包卷和架桥作用。

微污染引黄水库水中有机物特性研究

为解决有机微污染水源水的工艺选择问题,以黄河下游地区某引黄水库为研究对象,分析了有机物含量的年度变化规律,研究了比紫外吸收值(SUVA)、分子质量分布、消毒副产物生成势(DBPFP)、嗅味物质等有机污染特性.结果表明:引黄水库水有机物含量全年变化幅度不大,耗氧量平均为2.32 mg/L,UV254平均为0.045 cm-1,ρ(DOC)平均为2.32 mg/L;但芳香化构造程度较高,以小分子有机物为主,分子质量<3 ku的约占总量的70%;消毒副产物生成势较高,以三卤甲烷为主,占DBPFP总量的94.6%,其中CHCl3占77%;二甲基异崁醇含量较高,呈季节性变化,主要由蓝藻中的浮丝藻、颤藻等的代谢产生;引黄水库水有机物特性与黄河来水水质、沉砂调蓄过程及水力停留时间等因素有关,适宜选择臭氧活性炭深度工艺进行处理.

高锰酸钾预氧化/溶气气浮/炭砂滤池组合工艺处理引黄水库水的试验研究

针对引黄水库水体呈现冬季低温低浊,夏季高藻、高有机物的水体特征,以济南鹊山引黄水库原水为研究对象,开发了高锰酸钾预氧化/溶气气浮/炭砂滤池组合工艺,考察了工艺的运行参数及特性.试验结果表明,在KMnO4投加量0.3 mg/L、聚合氯化铝铁(PAFC)投加量3.0 mg/L(Al3+)、溶气压力0.3 MPa,回流比10%时,运行效果较优,浑浊度、颗粒数、TOC、叶绿素a、蓝绿藻平均去除率分别达到94.45%、99.34%、46.68%、66.64%、95.44%,嗅味由原水的4级降为出水的1.5级,二甲基异冰片(MIB)去除率92.47%,土臭素(GSM)在气浮池单元降至检出限以下.工艺对THMFP各组成部分CHCl3、CHBr3、CHClBr2、CHCl2Br去除率分别为42.86%、37.50%、30.30%、24.09%.试验结果表明,组合工艺对悬浮物、有机物、藻类、嗅味物质、消毒副产物前体物具有良好的去除效果.

引黄水库水中溶解性有机碳特性分析

采用混凝沉淀、生物沙及活性炭吸附方法对以黄河水下游饮用水源水库的有机物类型及含量进行研究,结果表明,可吸附溶解性有机物(DOC)在鹊华水库、东营水库水中所占比例分别为82.7%、89.2%;可吸附难降解DOC所占比例分别为74.2%、62.4%;混凝处理后,可吸附DOC比例分别降低3.2%、14.0%;臭氧氧化处理后,可生物降解性DOC比例分别提高38.2%、5.1%。针对黄河下游水库水的水质特点,可采取混凝沉淀与臭氧生物活性炭串联处理工艺,进一步降低水源水中DOC含量。

新型浮滤池净水装置处理引黄水库水试验研究

针对引黄水库水具有低温、低浊、高藻的水体特征,研制开发一种新型浮滤池净水装置,将气浮过滤一体化,具有占地面积较省、不设絮凝池、运行方式灵活、气浮过滤协同净水等优点。通过对装置混凝条件进行优化,优选聚合氯化铝铁为最佳混凝剂,其最佳投药量为2mg·L-1(以Al3+计)。在低温低浊条件下,运行初期浮滤池工艺对浊度、CODMn、UV254、色度平均去除率分别达到86.49%、43.46%、63.51%、75%。在高藻期对藻类总数、叶绿素a的去除效率分别达到76.31%、71.26%,净水效果显著。

高锰酸钾强化浮滤池工艺处理引黄水库水试验研究

以引黄水库水为研究对象,进行了高锰酸钾预氧化与浮滤池组合工艺运行试验,通过检测CODMn、浊度、UV254、NPOC嗅味和消毒副产物,考察该组合工艺对污染物的去除效果。结果表明:该组合工艺出水CODMn、浊度、UV254和NPOC(不可吹出有机碳)的平均值分别为1.28mg/L、0.40NTU、0.017cm-1和1.388mg/L,平均去除率分别为60.1%、89.8%、56.6%和49.1%;也显著提高了水体嗅味以及消毒副产物的去除率。

臭氧预氧化强化混凝处理引黄水库水的中试研究

针对引黄水库水的特点,采用臭氧预氧化强化常规工艺处理引黄水库水。中试研究结果表明:臭氧预氧化能够降低常规工艺出水浊度,改善对有机物的去除效果,同时提高常规工艺对氨氮和藻类的去除率。适宜的臭氧投加量为1～2mg/L,当臭氧投加量为1mg/L时,臭氧预氧化后,滤后水浊度、CODMn、UV254、氨氮和叶绿素a的去除率,与常规工艺相比分别提高了2.7,2.5,7.8,5.2和4.8个百分点。

臭氧—浮滤池工艺强化处理引黄水库水中有机物的试验研究

分别采用预臭氧—浮滤池工艺和臭氧气浮—浮滤池工艺对鹊山水库水进行了试验研究。预臭氧-浮滤池工艺试验结果表明,臭氧预处理对浊度去除影响不大;臭氧预氧化对UV254的去除效率很高,平均去除率为76.47%,经气浮、活性炭过滤之后,总去除率可达到100%;臭氧预氧化对CODMn有一定的去除效果,总去除率较无臭氧预处理平均提高7.0%,出水平均值降至1.87mg/L。臭氧气浮—浮滤池工艺试验表明,臭氧气浮对浊度去除影响不大,臭氧的强氧化性主要表现在对UV254的去除上,其平均去除率比浮滤池工艺提高了9.8%。

低压重力驱动式超滤工艺处理引黄水库水中试研究

针对黄河下游地区引黄水库微污染原水,系统地研究了低压重力驱动超滤中试工艺运行状况。重力驱动式超滤工艺可以有效控制浊度和微生物指标,对UV_254和COD_Mn的总体去除率分别在16.3%~30%和6.9%~27%。重力驱动式超滤中试工艺运行过程中,初始阶段通量快速下降,然后逐渐稳定在7~8L/(m^2·h)。超滤出水溶解氧含量随着运行时间的延长持续降低,说明系统中存在微生物降解作用。重力驱动超滤工艺不仅可以简化运行设备,强化污染物质去除效果,还可以通过超滤膜表面生物作用维持工艺长期稳定运行。采用微絮凝预处理强化重力驱动超滤工艺,可显著提高水中有机物的去除,DOC、UV_254和COD_Mn的去除率分别达到47.8%、48.2%和37.3%。

浮滤池工艺处理引黄水库水颗粒物变化规律研究

针对引黄水库水颗粒物含量高的水质特点,利用在线颗粒计数仪对浮滤池工艺原水(引黄水库水)和出水进行跟踪监测,通过实时监测数据分析了引黄水库水的颗粒物粒径构成、浮滤池对颗粒物的去除效果及各粒径颗粒物含量的变化规律。结果表明,引黄水库水中颗粒物以2、3、5μm的颗粒物为主,各粒径颗粒物所占比例与粒径成负相关;过滤过程中各粒径颗粒物含量变化规律不同,但粒径相近的颗粒物含量变化趋势相似;浮滤池对颗粒物去除效果显著,去除率均在90%以上。

接触氧化沉淀-超滤-纳滤处理引黄水库水中试

开展了生物接触氧化沉淀-超滤-纳滤组合工艺处理引黄水库水的中试,考察组合工艺连续稳定运行条件下除污染效能。结果表明,组合工艺对常规污染物、特征污染物均有良好的去除效果,浊度、TOC、UV254和CODMn等常规污染物去除率分别为95%、90%、90%和85%;总硬度、总碱度、溶解性总固体的去除率分别达到了97%,86%和91%,总脱盐率在95%以上;色氨酸、酪氨酸、SMPs、富里酸、类腐殖酸等荧光类有机物及消毒副产物前质消减率达到了88%和50%以上。组合工艺的除污染效能主要集中在纳滤单元,生物接触氧化沉淀和超滤单元对原水浊度和大分子有机物具有一定的去除效果,能为后续工艺减轻操作压力。定期对超滤、纳滤膜进行清洗可有效恢复工艺各项参数,延长膜工艺使用寿命。

KMn0_4-微絮凝-超滤联用处理引黄水库水中试研究

采用1 m3/h中试装置高锰酸钾预氧化-微絮凝-超滤组合工艺处理引黄水库水,并考察了对水中污染物的强化去除效能及对膜通量的影响。试验结果表明,高锰酸钾预氧化可有效提高超滤系统对水中污染物的去除,且高锰酸钾投加量在0.5 mg/L时组合工艺运行效果达到最佳。此外,高锰酸钾可以改善膜渗透性能,延缓了跨膜压差增长速率。

分级共聚气浮对引黄水库水中污染物的去除特性

以鹊山引黄水库低温低浊水为研究对象，自主研发了分级共聚气浮工艺，将溶气水分级回流，以强化气浮粘附机制中的共聚作用。考察了分级共聚气浮工艺的运行特性及处理效果，研究表明：在原水浊度为13．3～20．2NTU的条件下，PAFC投量为5mg／L（以Al^3＋计）、溶气水初次回流所占比例为1／3、共聚紊动强度为10s^-1时，运行效果较优。对粒径〉2μm颗粒物的去除率为93．6％，对分子质量〉3000U的有机物去除率可达85％，对分子质量为3000～10000U有机物的去除率为30．6％，对消毒副产物生成势（DBPFP）具有良好的控制作用。试验过程中，对浊度、CODMn、UV254、DOC、SUVA及氨氮的去除率分别为95．2％、43．2％、48．5％、38．2％、20．5％和77．3％，对CHCl3、CHClBr2、CHCl2Br、CHBr3的去除率分别为22．9％、21．9％、16．0％及18．2％。通过对反应过程的不同阶段进行显微观测，确定分级共聚气浮对污染物的去除机制主要有微气泡与絮体颗粒的碰撞粘附作用、微气泡与絮体颗粒的共聚作用及泡絮体-微气泡-颗粒物之间的网捕、包卷和架桥作用。

河南某市引黄水库微污染水强化处理中试实验研究

随着人们生活水平的提高,微污染原水引发的饮用水安全问题也越来越受到社会的关注,课题以河南某市引黄水库微污染水为研究对象,系统研究强化常规处理工艺+臭氧-生物活性炭深度处理工艺的净化效能,结果表明:强化常规处理工艺+臭氧-生物活性炭联合工艺对浊度、COD_(Mn)、氨氮、DOC、THMFP和HAAFP具有较好的去除效果,出水中上述污染物浓度分别为0.07~0.20NTU、0.63mg/L^1.39mg/L、0.06mg/L^0.18mg/L、2.563mg/L、127.83ug/L、42.85ug/L,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求。

新型浮滤池净水装置的优化设计与试验研究

针对引黄水库水具有低温、低浊、高藻的水体特征,研制开发一种新型浮滤池净水装置,将气浮过滤一体化,具有占地面积较少、不设絮凝池、运行方式灵活、气浮过滤协同净水等优点。为增强净水效果,对加压溶气气浮系统进行优化设计。装置运行初期试验表明,在高藻期对藻类总数、叶绿素a的去除效率分别达到76.31%、71.26%,对于低温低浊水,对浊度、CODMn、UV254平均去除效率分别达到86.49%、43.46%、63.51%,净水效果显著。

粉末活性炭去除饮用水源水中突发有机磷农药污染的试验研究

本文研究了粉末活性炭对受污染水源中敌敌畏、毒死蜱和敌百虫的吸附特性,分析了有机磷农药吸附效果的差异性及与有机物的竞争吸附特性。结果表明,粉末活性炭能有效吸附三种有机磷农药,吸附时间为30min时敌敌畏、毒死蜱和敌百虫的去除率分别为87.4%、99.2%和86%;吸附过程符合准二级动力学方程,吸附规律符合Freundlich和Langmuir吸附等温线,吸附容量的大小顺序为:毒死蜱>敌敌畏>敌百虫,与农药log Kow大小顺序一致;引黄水库水中的天然有机物会与有机磷农药发生竞争吸附作用,敌百虫受影响更为显著。

聚合铁铝/PDM复合处理高藻水库水的效果研究

研究了聚合铁铝/PDM复合药剂对黄河下游引黄高藻水库水的处理效果。烧杯试验显示,在原水浊度为15 NTU、CODMn为6.5 mg/L、藻类数为1 589×104个/L的条件下,由质量比为15∶1的聚合铁铝与PDM复合而成的混凝剂较单独聚合铁铝的除浊率提高了19.3%、对CODMn的去除率提高了19.1%。在实际应用时,15∶1的复合药剂能将滤后水浊度降至0.3 NTU以下,达到企业内控要求。此外,在相同的除浊效果下,经高锰酸钾预氧化后投加聚合铁铝/PDM复合药剂能在一定程度上减少预氯的投量,从而减少卤代有机物的形成,提高供水水质的安全性。