黄河高藻污染原水的强化混凝处理

采用聚合铁+聚合氯化铝FL45C除藻剂粉末活性炭组合强化混凝工艺,处理黄河高藻高有机污染源水,在保证了原有主体构筑物设施不变的基础上,通过强化混凝工艺的改进,达到了较好的除藻、除有机物的效果。最高曾处理过色度为45度、藻类高达1700万个/L的严重污染水体,实现了生产性试验的成功。

微污染高藻湖泊水的深度处理工程设计

由于太湖水质呈现高藻、高有机物、高氨氮的"三高"特征,常规处理对原水中藻类、氨氮、有机物等的去除效果较差,因此充山水厂实施了深度处理工程。经试验比较,在水厂原有气浮、过滤的常规处理工艺基础上,增设了BIOSMEDI(生物滤池及臭氧—生物活性炭滤池等深度处理单元。介绍了充山水厂生物预处理—气浮—臭氧/生物活性炭—砂滤—消毒组合工艺的流程、设计参数及设计特点。

高温、高藻期臭氧/生物活性炭工艺的处理效果研究

针对高温、高藻期原水较难处理的特点,采用臭氧/生物活性炭工艺进行了中试研究。试验结果表明,臭氧/生物活性炭工艺对有机物的去除效果明显,对CODMn的平均去除率为73.76%,对UV254的平均去除率为86.38%。高温条件下,大量生长的细菌随出水流出反应器,在投氯量为1 mg/L时可杀灭生物活性炭工艺出水中的大部分细菌,剩余细菌数<10 CFU/mL,对细菌的杀灭率为99%,能够保证出水的微生物安全性。同时为避免细菌在活性炭表面大量繁殖而堵塞活性炭微孔,应适当缩短反冲洗周期,以3～4 d为宜。臭氧/生物活性炭工艺对藻类的平均去除率为75%,且在其出水中未检测出藻毒素。

处理富营养化水库水的模块化水厂设计

某净水厂工程以有机物含量较高、季节性含藻的水库水为原水,净水流程采用预氯化+粉末活性炭应急+常规处理的组合工艺,通过优化进水和出水系统,同一单体实现以气浮或沉淀双模式切换,并将砂滤池的滤速和生物活性炭滤池的滤速等设计参数均取较低值,充分发挥生物作用,有效解决藻类和嗅味问题。同时,采用利于分期实施、系统组合和标准化生产的模块化构筑物形式降低了施工难度,提高了净水设施内部的空间利用率和土地利用率。水厂建成通水后,出厂水符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。

超滤一体化装置处理闽江高含藻原水的效果

考察了集混凝—斜管沉淀—超滤于一体的装置在高藻水期对闽江水的净水效果。结果表明超滤一体化装置出水浊度小于0.1 NTU,浊度去除率达到99%以上;出水CODMn均值为1.40 mg/L,出水UV254为0.024 cm-1,CODMn和UV254去除率分别为57.3%和50.1%;出水细菌含量低于《生活饮用水标准》(GB 5749—2006)的限值,细菌去除率大于99%。超滤组合工艺对藻类处理效果优于水厂工艺,藻类总去除率为99.3%。当膜通量下降时,缩短过滤时间、延长反冲洗时间可以使膜通量恢复;当超滤膜出现不可逆污染时,通过CIP清洗恢复膜过滤性能。在高藻水期,水温对膜通量和TMP影响较小,在保证出水水质的前提下,较大的膜通量运行更节能。

强化混凝处理高藻水效果的研究

针对高藻期原水的特点,采用复配混凝剂并进行烧杯试验对复配混凝剂方案进行了优化,结果表明,无论聚合氯化铝(PAC)与FeCl3复配还是聚合氯化铝铁(PAFC)与FeCl3复配,混凝反应后的沉淀出水浊度都明显低于单独投加FeCl3,并且pH值能稳定在7.5以上。在总投加量相同的情况下,先投PAFC或PAC再投FeCl3的投药顺序最优;PAFC和FeCl3复配投加的最佳质量比为3:1,PAC和FeCl3复配投加的最佳质量比为1:2;投加间隔时间为5～20s。采用复配混凝剂的水处理成本至少低于单独投加三氯化铁30%。

高藻条件下溶气气浮工艺的强化混凝

通过中试试验确定了高藻条件下溶气气浮的最优强化混凝条件:pH6.60,碱式氯化铝投加量为2.0mg/L(以Al计),在此条件下,气浮工艺出水浑浊度为0.30NTU,UV254的去除率为33.3%,耗氧量的去除率为45.0%,藻的去除率为94.2%。试验显示,投加H2SO4改变原水pH对浑浊度去除的影响不显著,对UV254、耗氧量和藻去除效果的影响显著。

高藻水源水处理工艺的层次优选

水处理工艺的选择属于多目标决策选优,要考虑经济、技术、操作管理诸多因素。本文运用层次分析法对水处理工艺进行组合选优。优化结果表明,高藻水源水质条件下,较优的常规或强化常规工艺排序为:"HPAC-气浮-过滤">"PPC-HPAC-气浮-过滤">"PAC-气浮-过滤";制水成本分别为0.31～0.32元/m^3、0.32～0.34元/m^3、0.37元/m^3。其中采用 PAC 工艺是水源突发性恶化时的净化工艺。

煤砂双层滤料滤池对东营河口水厂高藻原水处理的试验

为进一步提高东营河口水厂高藻原水处理效果,为其升级改造提供技术支持,在沉淀池旁组建了中试装置,对不同滤料的试验滤柱进行了藻类总数和叶绿素a的去除对比试验。试验结果表明:煤砂双层滤料滤池能大大降低藻类总数和叶绿素a含量,且受藻类暴发的影响小,出水水质稳定;藻类大部分是在无烟煤滤料表层被吸附截留,很少出现穿透滤层及滤料黏附现象,可以有效缓解高藻水反冲洗次数多、难冲洗的问题。

高锰酸钾/粉末活性炭与常规工艺联用对高藻水净化的研究

在扬州万福闸水源地闭闸期间的高藻期考察了采用高锰酸钾(PP)预氧化和粉末活性炭(PAC)吸附与常规工艺联用对高藻水的净化效果,优化了PAC的投加位置。试验结果表明,取水口投加1.5 mg/L的PP,混凝前投加15 mg/L的PAC,该工艺与常规工艺联用对高藻水的净化效果明显优于常规工艺。

不同类型富营养化微型水体藻华暴发期微生物群落结构变化分析

与藻华有关的微生物群落对水体中的氮、磷循环起着关键性的作用,了解富营养化水体中细菌和藻类演替的驱动因素以及规律对预防藻类暴发和控制水体污染具有重要意义.本研究以岩口水库上游点源污染和面源污染池塘为研究对象,分析了藻华暴发期水质参数之间的相关性,并采用16S和23S测序分析了不同微型水体中细菌和藻类的群落结构组成特征,对细菌和藻类群落结构与水质参数之间的偶联关系进行了分析.相关性分析表明,不同微型水体中的叶绿素a浓度与其他水质参数之间的相关性并不明显;高通量测序结果表明,变形菌门、放线菌门和拟杆菌门均为不同微型水体中相对丰度较大的细菌门类;蓝藻和硅藻是点源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类,而蓝藻和裸藻是面源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类.冗余分析结果表明,总磷、高锰酸盐指数和不同形态氮浓度是影响点源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素;高锰酸盐指数和不同形态氮磷浓度是影响面源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素.本研究对富营养化微型水体藻华暴发期细菌和藻类的群落结构变化及其主要驱动因素进行了探究,可为富营养化微型水体的藻华控制以及污染治理提供科学依据.

二次微絮凝强化过滤净水工艺设计

结合苏州某水厂工程,介绍了二次强化微絮凝过滤的机理、主要设计参数及设计要点,对于以微污染湖、库水为水源的水厂设计具有一定的参考价值。

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。

ClO_2预氧化与PDM复合药剂联用除藻技术研究

开展了ClO2预氧化与PDM复合药剂联用提高常规处理工艺除藻效果的试验研究。结果表明,对于藻类数为1.3×108个/L、浊度为10.32～15.50 NTU、温度为27～30℃的黄河下游引黄水库水,当ClO2投量为1.0 mg/L、PDM复合药剂投量为60 mg/L时,滤后水浊度能降至0.2NTU以下,对CODMn的去除率达到46.6%,对藻类的去除率高达99%以上。ClO2预氧化与PDM复合药剂联用技术是强化常规工艺处理高藻水库水的有效措施。

新安江水库河口区水质及藻类群落结构高频变化

水库库尾区的水环境多变,是水库生态系统突变的重要策源地.为探究大型水库水源地水环境演变特征及其突变的促发机制,以新安江水库为例,通过库尾河口断面18个月水质浮标的高频记录及3 d一次的藻类群落结构人工鉴定数据等,分析了气象水文过程影响下的水库库尾区的水温、溶解氧、浊度及营养盐等环境指标及藻类群落结构的高频变化特征,揭示了降雨、入流及季节温度变化等关键气象水文过程对水库水质及藻类群落结构的影响机制.结果表明:①在27 m深的河流入库区的水体温度和溶解氧存在明显的季节分层,相应水体藻类叶绿素a和营养盐等指标也同步发生分层,水温分层从气温达到14℃以上的3月中旬开始,至气温降至24℃后的10月中旬结束,期间较大降雨和入流多次破坏水温分层;②河道入库区水体氮、磷等营养盐变幅大,总磷浓度变幅为0.011~0.188 mg·L^-1之间,总氮浓度变幅为0.75~2.76 mg·L^-1之间,总磷和总氮中的溶解态占比分别为56%及88%,降雨入流对水体营养盐浓度影响巨大,3 d的累积降雨与水体氮、磷浓度显著正相关,3~6月(雨季)的营养盐含量明显高于其他月份(P<0.001),藻类的季节性增殖反过来也会影响水体总磷浓度;③藻类群落结构及其优势属呈现明显的季节变化,在总体硅藻门类占优的背景下,蓝藻、绿藻、隐藻等在不同季节形成明显峰值,蓝藻在7~10月的夏秋季形成明显的生物量峰值,其峰值形成原因除了高温之外,还与暴雨入流有关.蓝藻主要优势属为束丝藻属(Aphanizomenon spp.)、微囊藻(Microcystis spp.)及颤藻(Oscillatoria spp.)等,绿藻峰值与蓝藻基本同步,优势属为盘星藻属(Pediastrum spp.)和新月藻属(Closterium spp.),隐藻在3~5月形成峰值,优势属为隐藻属(Cryptomonas spp.),硅藻门中的优势属分别为脆杆藻属(Fragilaria spp.)、小环藻属(Cyclotella spp.)、针杆藻属(Synedra spp.)及直链藻属(Melosira spp.)等;④入库流量、温度、水位、透明度、总氮、总磷及氮磷比等均为影响藻类优势属演替的主要因子,秋冬季节的控制因子为气象水文条件,而夏秋季节则受气象水文及营养盐的共同控制.本研究表明强降雨过程能对水库库尾区水环境及水生态系统结构产生巨大冲击,是水库藻类水华发生的可能诱发因子,通过对该过程的规律认识及关键指标监测,能够为水库水源地水质风险提供预警信息.

超声预处理对高藻水源水的强化处理效能

利用规模为3 m3/h的中试,研究了超声预处理对太湖高藻水的强化处理效能,并分析了各工艺单元出水的微囊藻毒素、土臭素、二甲基异冰片及有机物含量的变化情况。结果表明,超声预处理仅对藻类含量高于1 500×104个/L的水源水具有明显的强化处理效能,而对冬季低藻水源水的处理则有一定的弱化作用;适当的超声预处理不会造成诸如微囊藻毒素、土臭素、二甲基异冰片等藻类代谢产物的含量明显增加,但其对上述物质的去除也没有明显的强化作用,所以要确保高藻期水源水处理满足要求,需辅以其他必要的处理措施。