某水厂常规和深度处理工艺运行参数及水处理效果的调查分析

1、 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备 22 城镇供水 NO.1 2013某水厂常规和深度处理工艺运行参数及水处理效果的调查分析陈明巢猛 胡小芳张建国（广东省东莞市东江水务有限公司，广东东莞 523112）摘要：本文对某水处理厂常规和深度处理不同工艺参数条件下的处理效果进行对比分析，并在此基础上对该水处理厂的工艺运行参数提供参考建议。关键词：常规工艺 深度处理工艺 工艺运行参数 水处理效果某水处理厂，设计规模为50万m 3/d，其工艺是在常规水处理工艺的基础上，增加了臭氧-活性炭深度处理工艺。工艺流程如下：为了解该水处理厂常规和深度处理工艺的处理效果，本文对该水

2、处理厂常规和深度处理工艺在不同运行参数条件下的水处理效果进行了调查和对比分析，以探讨该水处理厂适宜的运行参数。1、预臭氧工艺从理论上说，预臭氧的主要目的是氧化水中的有机物和其它还原性物质，改善混凝效果。该水处理厂的预臭氧投加量设计值为01.0mg/L。本文对比了预臭氧投加量为0mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L时的处理效果。表1 预臭氧投加量与耗氧量去除率的关系耗氧量预臭氧投加量 原水砂滤池待滤水砂滤池滤后水砂滤池去除率（%）炭滤池滤后水炭滤池去除率2.562.211.5828.50.7451.9从表1来看，当预臭氧的投加量为0 mg/L时，砂滤池和炭滤池对耗氧量的去除率分别为16.0%

3、和45.2%，当预臭氧的投加量为0.5 mg/L时，砂滤池和炭滤池对耗氧量的去除率分别为26.1%和51.5%。因此，投加预臭氧后，不管是砂滤池还是炭滤池，对耗氧量的去除率均有一定程度的促进作用，这可能与预臭氧氧化水中的有机物、改善有机物的可生化性有一定的关系。但是，当臭氧的投加量增加到1.0 mg/L时，砂滤池和炭滤池对耗氧量去除率的增加并不明显。分别为28.5%和51.9%，这可能与该水处理厂原水的有机物含量不高（耗氧量为2.202.63mg/L）有关。因此，在此原水水质条件下，0.5mg/L左右的预臭氧的投加量是适宜的。此外，在投加预臭氧的情况下，取消了原水预加氯，通过观察水处理厂的反应

4、池、沉淀池集水槽、滤池等构筑物，发现藻类的生长相比预加氯的条件下明显增多。由此可以断定，在水处理构筑物的除藻效果上，原水的预臭氧工艺无法取代预加氯工艺。2、砂滤池砂滤池是该水处理厂的重要工艺环节，该水处理厂的砂滤池为V 型滤池。现时砂滤池的反冲洗周期为50小时。为了解该厂砂滤池反冲洗周期与出水水质的关系，选取该厂运行时间不同的砂滤池，对其出水水质进行监测，监测结果见下表：（共2次监测的平均值，每次选取4个滤池，其中两个为反冲洗后约3小时左右，另两个为反冲洗后约45小时左右。） CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备 城镇供水 NO.1 2013 23水样项目砂滤池

5、待滤水砂滤池出水（反冲洗后约3砂滤池出水（反冲洗后约45小时左右）浊度（NTU）1.751.331.13表2 砂滤池运行时间与出水水质的关系从上表2可以看到：砂滤池对浊度、氨氮、亚硝酸盐氮有较好的去除作用、对耗氧量和总有机炭也有一定程度的去除。此外，根据该厂之前的监测结果，砂滤池对铁、锰也有较好的去除作用。从表2的监测结果来看，运行时间为3小时的砂滤池与运行时间为45小时的砂滤池的出水水质并无明显的差异（除了亚硝酸盐氮略高之外）。通过现场观察发现：当砂滤池的运行时间接近50小时时，可以看到砂滤池的滤层表面上有较多的青苔（即藻类，夏天藻类较容易生长），同时滤砂表层有较明显的泥状物。因此，建议该厂

6、砂滤池的运行周期由原来的50小时缩短为不超过36小时。3、主臭氧主臭氧的投加量设计为：02mg/L。分三段式投加。采用微气泡曝气头式投加方式。本调查对比了主臭氧投加量为0mg/L、1.0mg/L和1.5mg/L、2.0mg/L时活性炭滤池的出水水质情况。表3 主臭氧投加量与耗氧量的去除率耗氧量及去除率主臭氧投加量炭滤池待滤水耗氧量（mg/L）炭滤池滤后水耗氧量（mg/L）炭滤池对耗氧量去除率（%）1.440.5661.1从表3的结果来看，主臭氧的投加量与炭滤池对耗氧量的去除率有关。随着主臭氧投加量的增加，炭滤池对耗氧量的去除率相应增加，这可能与主臭氧以下两方面的作用有关：一方面，臭氧氧化能使水

7、中难以生物降解的大分子有机物断链、开环，使它能被生物降解3,4。因此，投加臭氧后，炭滤池对耗氧量的去除率有所增加。另一方面，臭氧化工艺还能在处理水中起到充氧作用。现场监测结果证明，投加臭氧后的炭滤池待滤水，其溶解氧明显增加。溶解氧的增加对炭滤池的生物降解起进一步的促进作用。另一方面，当臭氧投加量增加到2.0mg/L时，炭滤池对耗氧量的去除率基本保持不变，去除率维持在61%左右。这可能与该水处理厂炭滤池待滤水的有机物含量并不高（耗氧量为1.101.44mg/L）有关，当臭氧的投加量达到1.5mg/L时，水中的大部分大分子有机物已经被臭氧氧化，此时，如果再增加臭氧的投加量，炭滤池对耗氧量的去除率也

8、无法进一步提高。因此可以推断：在此待滤水水质条件下，1.5mg/L左右的主臭氧的投加量是适宜的。4、炭滤池炭滤池是臭氧-活性炭深度处理工艺的关键环节。炭滤池主要是通过活性炭滤料的吸附以及生长在活性炭上的生物膜的生物作用对有机物进行去除，如上所述，在不同臭氧投加量的情况下，炭滤池对耗氧量的总体去除率见表3。选取该水处理厂相同的7号和10号炭滤池，在相同的条件下，考察其在一个过滤周期内（6月1626日），过滤前后水质参数的具体变化情况，结果如下表4。 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备 24 城镇供水 NO.1 2013从上表4来看：炭滤池对浊度的去除效果并不明显

9、。由于炭滤前氨氮的含量较低，因此无法考察其对氨氮的去除效果，但对亚硝酸盐氮亦有一定的去除效果。此外，从表4可以看到：在一个过滤周期内，随着过滤时间的增加，炭滤池对耗氧量的去除率虽然具有一定的波动，但总体呈下降的趋势，由最初70.7%、65.0%的去除率分别下降到50.0%和29.9%，且7号和10号炭滤池的变化趋势是基本一致的。其变化趋势见图1。日期项目水样浊度（NTU）氨氮（mg/L）亚硝酸盐氮（mg/L）耗氧量（mg/L）耗氧量去除率（%）616炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前炭滤前0.11<0.020.0011.1529.9表4 炭滤前后水质变化情况 CITY AN

10、D TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备 城镇供水 NO.1 2013 25在一个过滤周期结束后，对上述7号和10号炭滤池进行反冲洗，在另一个过滤周期内，炭滤池对耗氧量的去除率的变化见图2。从图2可以看到：6月27日炭滤池经过反冲洗后，炭滤池对耗氧量的去除率，7号滤池比反冲洗前有所下降，但10号滤池则有所上升。但随之到了6月287月2日，7号和10号炭滤池对耗氧量的去除率均呈上升趋势（中间虽有小幅波动），到了7月4日之后，去除率又呈下降趋势。说明炭滤池反冲洗之后基本可以恢复对耗氧量的去除效果。综合以上对比分析：如果单从炭滤池对耗氧量去除率的变化情况来看：炭滤池的反冲洗周期为710

11、天是比较适宜的。此外，炭滤池的活性炭滤料在使用2个多月之后，在炭滤池一个过滤周期的不同时间内，对炭滤池的滤料进行取样分析，从肉眼来看，反冲洗后7天、9天和14天的炭滤料并无明显的差别，炭滤料上也未观察到明显的杂质微粒。对炭滤料的主要吸附指标亚甲基蓝进行了测定，结果如下表5：投入使用前反冲洗后7天 反冲洗后9天反冲洗后14天亚甲基蓝吸190187193186表5 反冲洗后不同时间炭滤料的亚甲基蓝吸附值从表5中同时可以看到：活性炭滤料在使用2个多月之后，亚甲基蓝吸附值并未发生明显变化，从中也可以说明活性炭滤池去除有机物（以耗氧量为指标）以生物降解作用为主。5、调查小结及建议通过以上调查及分析，对该水处理厂的调查小结及建议如下：1、该水处理厂在一般原水水质条件下（未受到突发性污染影响），0.5mg/L左右的预臭氧的投加量和1.5mg/L左右的主臭氧的投加量是适宜的。2、在水处理构筑物除藻的效果上，原水的预臭氧工艺无法取代预加氯工艺。3、建议该厂砂滤池的运行周期由原来的50小时缩短为不超过36小时。4、如果单从炭滤池对耗氧量去除率的变化情况来看，炭滤池的反冲洗周期为710天是比较适宜的。5、活性炭滤池去除有机物（以耗氧量为指标）以生物降解作用为主。参考文