微絮凝过滤臭氧消毒工艺处理微污染水库水

1、微絮凝过滤、03消毒工艺处理微污染水库水T市城市生活饮用水源为一山涧水库水，由于长期自然沉降， 浊度很低，1995年一1997年的平均浊度在10 NTU左右，尤其是每年 10月份至次年3月份期间，浊度V 5.0 NTU。近些年来，由于旅游业 发展和水库养鱼大量增加，造成水库水受到一定程度的污染。 当光照 充足时，藻类大量繁殖，每年4月一9月间，藻类个数高达（5.07.0） x 107个/mL。为了保证该市水厂传统混凝、沉淀、过滤净水工艺的 正常运行，需要在源头投氯杀藻，结果造成大量卤代烃生成。研究发现1,在低浊源水处理中，采用微絮凝直接过滤工艺 可取得良好的效果。Q作为一种强氧化剂，用作消毒剂

2、进行消毒可降 低投氯量，减少出厂水中卤代烃含量。现将微絮凝直接过滤、Q消毒工艺处理4月一9月间高藻期水库水的试验结果总结于后。1试验方法与材料 1.1分析测试方法分析测试方法如表1所示表1分析测试方法测试指标分析方法O浓度碘量法COD Mn高锰酸盐指数法UV54紫外分光光度法NHkN纳氏试剂光度法三氯甲烷顶空气相色谱法四氯化碳顶空气相色谱法细菌总数琼脂培养计数法总大肠菌群多管发酵法1.2 工艺流程根据水库水浊度低的特征，采用以微絮凝直接过滤和 Q消毒为核心的处理工艺，其流程如图1所示。欣琳井一旺鼻Hit 一心按塔一睛水itI PAC MKIH1.3 设备及工艺参数滤池：为了减少将来工程改造量和

3、使试验结果具有可比性，采用石英砂滤池，除了滤池直径缩小为 185 mm外，其他操作参数与该厂 现有的滤池一样，即内填 700 mn厚的粒径d= 0.5 1.2 mn石英砂颗 粒滤料，滤速为8 m/h，过滤周期为12 h，反冲期历时3.0 min ,滤 料的膨胀率为45%混凝剂为PAC该厂原工艺投加4.31 mg/L，微 絮凝直接过滤、O消毒试验工艺投加1.01 mg/L。O接触塔：内径d =100 mm H= 900 mm 利用氧气产生 03。2试验结果与讨论2.1微絮凝直接过滤工艺对照试验结果表明，在进水水质完全相同条件下，微絮凝直接过 滤工艺出水平均浊度为0.59 NTU该厂传统工艺出水平

4、均浊度为 0.68 NTU说明微絮凝直接过滤工艺具有强化接触凝聚效果，提高了过滤 截污能力。此外，在半年连续试验中，出水浊度超过1.0 NTU的概率V 10%而且大部分数值W 1.2 NTU只是在过滤刚开始运行的第一天， 出水浊度达1.5 NTU，说明微絮凝直接过滤工艺的运行稳定、可靠。微絮凝直接过滤工艺对COD Mn UW54、氨氮等的去除效果与该厂 传统处理工艺基本相同，原因是两者的功效主要是去除水中的悬浮物 和胶体，对可溶性有机物等污染物的去除效果较差，对NHN、CODMn等污染指标的去除实际上是通过去除源水中的浊度来实现的。2.2 C3消毒的最佳投加量在进水流量恒定为220 L/h的条

5、件下，当臭氧气体流量为2.0 L/min时，不同O浓度所对应的消毒效果如表2所示。表2 O3浓度与杀菌效果O浓度(mg/L)9.9012.7215.2721.64|细菌(个/mL)182无无卜n大肠杆菌（个/L）无无无无注：O气体流量为2.0 L/min，进水流量为220 L/h，接触塔高 90 cm。结果表明，当Q浓度为12.72 mg/L时，滤后水中细菌为2个/mL, 而大肠杆菌全部被杀灭；当 O浓度提高到15.27 mg/L时，滤后水中 的细菌和大肠杆菌全部被杀灭；当 Q浓度减少到9.90 mg/L时，滤后 水中大肠杆菌全部被杀灭，但残留细菌数增加到18个/mL。考虑到O杀菌的有效浓度和

6、经济性，选择 Q浓度为12.72 mg/L作为杀菌有 效浓度比较合理，按此换算可得滤后水杀菌消毒需要投加的臭氧量为36.9g/m。为验证这个数据的可靠性，分别采用不同滤后水进行了多次重复 试验。取样分析表明，大肠杆菌全部被杀灭，消毒后出水均残留活细 菌，其个数最高不超过10个/mL。由此可见，滤后水投加6.9g/m3的 O，可将细菌控制在10个/mL以内，大肠杆菌则全部被杀火。由于 O半衰期较短，为实现出厂水无菌和保证管网末梢细菌指标达到生活 饮用水规定标准，需要再投加少量的 CI2以抑制细菌的再度繁殖。研 究发现2，当水中无细菌、有机物和还原性物质时，加氯量等于余 氯量。由于试验滤池出水已经

7、 Q杀菌消毒，水中几乎没有细菌、有机 物和还原性物质等消耗氯的物质，因此加氯量等于余氯。按我国生活 饮用水标准，出厂游离性余氯在接触 30 min后不应低于0.3 mg/L , 所以经O消毒后需要投加0.3 mg/L的CI2以抑制细菌的再度繁殖。2.3 出水卤代烃含量据研究3,卤代烃具有致癌作用或可疑致癌作用，因此饮用 水中卤代烃含量成为人们关注的一个问题。我国生活饮用水卫生标准(GB 574985)对三氯甲烷和四氯化碳含量作了明确规定，其中 三氯甲烷含量v 60卩g/L，四氯化碳含量v 3卩g/L。所以，研究经 微絮凝直接过滤、Q消毒工艺处理后的出水中卤代烃含量，具有十分 突出的社会效益(见

8、图2、3)。3. tt+ afltiiat *o, stir *旻桩程B-M1I12.彖水工源头投an竟羸誉直搖过乩*厲处投割朗陽 札何皎丁艺黑头段竄亠醍越+輒能过睥+段抵稍毎ffl3 smt含变建團_- xrlve聲程ME从图2、图3可以看出，源水经微絮凝直接过滤、O消毒和投氯消毒后，水中CHC3含量由源水的8.5卩g/L下降为8.0卩g/L。源 头投氯杀菌后，出水三氯甲烷含量略有上升，由8.0卩g/L上升为9.0卩g/L,增加了 1.0卩g/L ,但远低于GB 5749-85规定三氯甲 烷含量不超过60卩g/L的要求。图3的四氯化碳含量也低于 GB574985规定的3卩g/L。由此可见，微

9、絮凝直接过滤、Q消毒处理工艺，基本上能控制消毒副产物卤代烃的生成，确保出水卤代烃含量低于GB5749 85规定的标准值。而传统处理工艺出水的卤代烃含量较高，CCb含量为3.5卩g/L,超过GB 5749- 85规定的3卩g/L的标准。3 经济分析据T市水厂统计，试验时该厂处理工艺投加PAC昆凝剂4.31mg/L,投氯量为3.59g/m3。按当时该厂PAC昆凝剂进价2 300元/t、 氯的进价3 000元/t计算，则药剂费为0.021元/m3。据报道4,我国生产O的费用约为11.4元/kg 电费按0.60 元/(kW -h)计算，而试验的杀菌消毒O最佳投加量为6.90g/m3，贝卩 03消毒费用

10、为0.079元/m3。此外，为了控制细菌再度繁殖，需再投 加0.3 mg/L氯，其费用为0.000 9元/m3,则实际消毒费用为0.079 9元/m3;投加1.01 mg/L的PAC昆凝剂需0.002元，则微絮凝直接3过滤、O消毒工艺的费用为0.082元/m。因此，微絮凝直接过滤、O 消毒工艺的药剂费比传统处理工艺增加了0.061元/m3。4 结论 微絮凝直接过滤工艺处理 T市水库水，能满足出水浊度w 1.0 NTU 的要求。 微絮凝直接过滤、 03消毒处理工艺可减少消毒投氯量,能有效 控制出厂水中CHC3和CCb含量，使出厂水中CHC3和CCb含量远低 于GB5749 85标准值，保障了人们

11、饮水安全，解决了常规处理工艺 出厂水中卤代烃含量超标的问题，具有突出的社会效益。 微絮凝直接过滤、O消毒工艺的处理成本为0.082元/m3，比 传统工艺增加了 0.061元/m3,但可省去混凝沉淀工序，减少了工程 总投资。味精废水治理技术路线商讨某味精厂经过多年认真考察，确定采用 ABBL废水治理工艺， 该工程总投资357万元，设计水量为800nVd，实际水量为1000nVd 已通过当地环保部门验收。表1某味精厂味精废水水质、水量废水种 类废水量（t/a）污染物浓度（mg/L）pHCODBODNHkNso2-洗米水660005.53000130080离交1320002-330000140001

12、100020000废水炭 柱 处 理 废 水1090008以上3000100060设 备 清 洗 水1200071000职工 生 活 废 水5610735030合3246103.5-4.513860629345108133计工艺流程表2处理效果平均值表位：除pH值外，其余均为mg/L监测点位监测项目pHCODSSBOD生物调节1.19 1.04 X4401.01 X池4.22104103WX仮应6.43 651.815632.8系统7.32好氧生物6.34 238.1649.3反应系统6.48工程设计标准6 9300200150由表2所示经过处理后，公司每年可减少污染物排放量为：SS111.8

13、吨，COD 3138.9吨，BOD 372.3吨;污染物的处理效率分别为 SS 83.7%，COD 97.5%，BOD 99.1%, NhkN 85%。主要技术经济指标设计规模：800 m3/d工程投资：357万元占地面积：1600 m2装机容量：268 KW运行费用：3. 60元/m3 水（包括电、人工、药剂、维修、折旧 等费用）一.工艺机理水解酸化是在微生物作用下将复杂有机物进行水解和发酵的过程，使多糖水解为单糖，再通过酵解途径进一步水解酸化成乙醇和脂 肪酸，蛋白质则先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨。 在产氢产乙酸菌的作用下，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙 酸、H2和CQ

14、无论是厌氧UASBT艺，还是兼氧水解酸化工艺，其目 的都是为后面的好氧生化处理作预处理。所不同的是UASB是全过程 的厌氧生物降解工艺，而水解酸化工艺则只完成了厌氧反应前两阶 段，即第一阶段水解、发酵阶段，第二阶段产氢、产乙酸阶段。二 . 工艺选择味精废水按污染物浓度可分为两大类： 一类为污染物浓度高、 成 分复杂的离交尾液等。第二类为炭柱处理水、洗米水、设备清洗水及 生活废水等组成的中、低浓度有机废水，这部分废水水量较大。废水 中有机物、NHN及SQ2-含量高，pH值偏低，且含有一定量的 Cl-。 对厌氧和好氧生物具有直接和间接生物毒性， 其治理国内外已经作了 多年研究。通过对国内较典型味精

15、废水处理工程实地考察、 调研，已实施的 工程中基本分三种工艺：1. 厌氧+好氧处理工艺；2. 完全好氧工艺；3. 不同形态的水解酸化 +好氧工艺。由于废水中高SQ2-、高NUN,对厌氧、好氧微生物不同程度的 抑制导致处理系统不能正常运行或使厌氧反应系统几乎不能运行。 为 避开两相矛盾,部分企业的后续改造与 2000年后的新工程设计将重 点放在前期物化处理方面，分别采用： 一、浓缩蒸发法；二、 Ca(OH)2 脱硫法；三、空气氧化吹脱法；四、工艺水稀释法。随着日趋渐严的环保法规的完善和全民环保意识的提高， 废水处 理工艺的实施面临着严峻的挑战。1. 造成富营养化、破坏受纳水体水质的 NH3-N

16、值已放在了监测因 子的首位。2. 恶臭气味的产生，H2S气体排出对周边空气环境的影响造成对 生态环境的破坏。3. 受产品低利润空间的限制， 企业无法承受过高的改造投资费用 和运行费用。4. 地下水和地表水随着新水法的执行，实行有偿使用和总量收费。5. 高能耗、高投入、低产出，特别是易造成二次污染的产业。这些问题迫使设计单位必须作出新的选择， 为治理企业提供先进 工艺，减少企业投资， 适应环保要求。经过几年来的探索和工程实践， 证明味精废水的处理应立足于生化法为主体， 通过预处理或生物处理 的强化手段， 提高生物对难降解有机物的分解能力， 有效的为后续处 理提供良好的降解有机物的条件。UASB工

17、艺和水解酸化工艺均在水解、断键反应的作用下实现原 水中蛋白质、氨基酸、纤维素和脂类等复杂的大分子、不溶性有机物 向小分子、溶解性有机物的转化（附带产生少量的CQ N2和H）,并且在细胞体内分解为挥发性有机酸、 醇类、醛类及较高级的脂肪酸 等。两者相比，UASB工艺较水解酸化工艺多了产甲烷段，但两工艺 均需好氧后处理，故产甲烷段就成了整个工艺的重复建设部分。由于水解酸化具有很大的优势和潜力，参照已实施工程的经验和 不足，拟建中的项目选择改进型的 ABBLX艺，即强化前期预处理： 对离交废水两次调整pH,采用双塔吹脱NHkN并回收废水中液氨产品, 使NHkN浓度从11000mg/L降至1000mg

18、/L以下，与其它废水综合后 进入以水解酸化为主体的生化处理系统。工艺流程：三.改进型ABBLX艺说明工艺主要分为四部分： 1、蛋白提取部分； 2、NH3-N 吹脱部分； 3、废水处理部分； 4、污泥处置部分。1、蛋白提取部分：离子交换母液含有菌体蛋白等大量悬浮物和胶体物质， 蛋白质为 两性电解质，等电点约为pH4.05.5，离交废水的pH值接近蛋白质 的等电点， 故此废水中的蛋白具有自动凝聚的趋势， 这种凝聚方式形 成的絮粒很小， 由于絮粒表面带有相同电荷及水化层的影响， 絮粒很 不稳定，通过加入一定的絮凝剂和助凝剂，溶入适量的空气，使絮团 附着大量微气泡，通过气浮分离，提取富有营养价值的饲料

19、蛋白，同 时也起到去除有机污染物的作用。 提取蛋白后的废水进入吹脱装置进 行处理。2、NH3-N 吹脱部分包括：吹脱塔、氨回收装置、集水池、冷却塔。利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之 间存在的差异， 在碱性条件下用空气吹脱， 使废水中的氨氮等挥发性 物质不断地由液相转移到气相中，从而达到从废水中去除氨氮的目 的。3、废水处理部分由三单元区组成： 物化区：生物调节池、固液分离装置等设施。经吹脱装置后 的离交废水汇合中浓度废水，在调节池内调整pH值至7.5-8.5左右， 培养部分活性污泥， 达到均匀水质、水量去除部分有机污染物和 NH3-N 的作用， 并吹脱废水中的部分二氧化碳

20、和挥发性物质， 创造良好的微 生物生长环境， 增强微生物生态的稳定性和凝聚性。 上清液自流入后 续系统。 预生化区：包括 WX*、二级反应系统。本系统是根据多年 实际工程经验发展而来的， 采用动态水解酸化工艺， 与传统的厌氧和 静态水解酸化有着本质的区别。通过对反应器中的工艺条件（ pH值, DO布水与回流方式，有效充氧方式等）合理控制，可使含较高浓度的 NH3-N、 SO42- 废水直接进入系统，通过兼性菌水解酸化作用使难生 物降解物质转化为易生物降解物质， 非溶解性有机物质降解为溶解性 物质，并通过系统微生物自身新陈代谢等生化反应， 使COD和NUN、 SO2呈明显的递级去除。该区选用微需氧、微缺氧两类不同世代周期 的菌属，分别完成一级硝化反硝化反应同步去除有机污染物。 生化区：即DAS皈应系统。DASS是改进型的SBR工艺，该 区实现二级硝化反硝化生物处理，提高微生物降解CODBOD和NH3-N 功能，确保出水达标排放。 本段采用回流循环， 相互交叉， 分段利用， 只有少量剩余污泥排入污泥浓缩罐， 经浓缩稳定后， 上清液再回处理 系统进行处理。4、污泥处置部分：污泥主要来自以下两个系统： 物化系统， 此部分污泥成份复杂、 含有