v型双层复合滤池在污水处理厂中的应用

v型双层复合滤池在污水处理厂中的应用

近年来，饮用水的水源受到氨氮和有机物的严重污染，自来水的传统处理能力迫切需要转变。强化常规处理工艺中过滤技术即为其中一种。V型滤池为普遍采用的一种池型,其优点在于所用的均质滤料和先进的气、水反冲洗兼表面扫洗技术。20世纪90年代以来我国新建大、中型净水厂大多采用V型滤池过滤工艺,特别是广东省新建净水厂几乎全部采用V型滤池过滤工艺。本试验对水厂普通V型砂滤池进行改进,在原有石英砂滤料上部减少50cm砂层,并以相同厚度颗粒活性炭代替,形成兼有V型滤池优点的煤质活性炭-砂双层复合滤池,以广州市某水厂沉淀池出水为试验原水,研究改进的V型双层滤料滤池净化效果,为水厂工艺改造提供一定技术参考。1装置运行稳定性通过中试试验对比研究待滤水经过普通V型砂滤池和V型双层滤料滤池的吸附净化效果,并通过较长时间的系统运行观察双层滤料滤池的活性炭再生周期,进而综合考察V型双层滤料滤池运行的稳定性。中试试验从广州市某水厂沉淀池出水渠取水,采用水泵提升,经过水射器、流量计进入两个并联V型滤池,两钢制滤池平面尺寸均为1.5×1.5m,其中一个为普通砂滤池,另一为上部改装0.5m炭层的炭-砂双层滤料滤池。1.1试验工艺中试系统的工艺流程和V型双层滤料滤池剖面分别如图1和图2所示。1.2采用v型双滤料滤池工艺参数中试系统V型双层滤料滤池工艺参数见表1。1.3试验结果及分析中试装置从2007年6月17日开始通水运行,每天早晚九点两次取样检测取其平均值,取样点分别为:待滤水、双层滤料滤池滤后水和普通砂滤池滤后水。本试验取最初一月数据进行分析。试验期间所测待滤水NO2--N值范围为0.001~0.080mg/L,平均值为0.018mg/L。从试验结果看滤后出水NO2--N均小于0.01mg/L,双层滤料滤池过滤工艺的亚硝酸盐氮转化效果良好,未出现亚硝酸盐氮积累现象。考虑实际意义,试验选择了浑浊度、氨氮以及CODMn作为主要考察指标,研究双层滤料滤池的运行效果。1.4指标和方法的测量实验测定项目及其方法见表2。2试验结果与讨论2.1浊度去除效果图3所示为V型双层滤料滤池除浊效果。试验期间待滤水浑浊度0.38~5.08NTU,平均浑浊度1.45NTU,双层滤料滤池滤后水浑浊度0.41NTU,相对待滤水浑浊度平均去除率71.72%。普通V型砂滤池出水平均浑浊度0.29NTU,相对待滤水平均去除率80.03%。从试验的数据来看,相同条件下在去除浑浊度方面V型双层滤料滤池较普通V型砂滤池有所下降,下降幅度约为8.31%。其中原因可能在于普通砂滤池改造为双层滤料滤池后,砂层变薄,而上部活性炭层结构较为松散,从而导致浑浊度去除效果有所下降。但从V型双层滤料滤池运行来看,绝大多数情况下滤后出水浑浊度在1NTU以下,可确保过滤工艺最终出水能达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)。2.2氨氮的去除效果氨氮的去除特性如图4所示。试验期间待滤水氨氮值范围0.03~0.70mg/L,平均值为0.22mg/L。V型双层滤料滤池出水平均为0.07mg/L,相对待滤水氨氮平均去除率为68.18%。普通V型砂滤池出水氨氮均值为0.082mg/L,相对待滤水平均去除率为62.72%。由试验结果可见,在处理氨氮方面双层滤料滤池与普通砂滤池去除效果相差不大,由试验数据所得出的5%左右的去除率增加值也难以排除系试验误差所致。即反映出双层滤料滤池并没有达到预想的应对原水氨氮升高的作用。其中可能的原因一是中试试验期间处于河水丰水期,原水水质较好,二是滤池水力停留时间过短导致V型双层滤料滤池硝化作用增效不显著。2.3codn的去除CODMn处理效果如图5所示。试验期间待滤水CODMn值范围0.64~2.24mg/L,平均值为1.52mg/L。V型双层滤料滤池出水CODMn平均为1.10mg/L,相对待滤水去除率平均值为27.63%;普通砂滤池出水CODMn平均为1.27mg/L,相对待滤水CODMn平均去除率为16.45%。由试验结果可见,相同试验条件下双层滤料滤池CODMn平均去除率较普通砂滤池提高了11.2%左右,说明活性炭对水中有机物吸附效果良好,比较显著地达到了去除一定有机物的预想。2.4均值的比较DO的大小是衡量原水污染程度的重要指标。从图6可以看出V型双层滤料滤池进出水DO都较高,均值分别为7.47mg/L和7.35mg/L。这其中除进水原有DO外,还由于水从斜管沉淀池经沉淀作用后,流至该V型滤池时有一约50cm高程的跌水过程,起到了较好的充氧作用,从而较好地保证了双层滤料滤池中微生物生化作用所需DO。2.5活性炭吸附特性在使用一段时间后,活性炭的吸附能力下降以致完全丧失,造成出水水质下降,饱和后的炭不经处理直接废弃,必将提高水处理的成本、造成资源浪费和环境污染。因而有效的活性炭再生十分必要。目前常用的再生工艺有传统的热再生法,以及药剂再生法、生物再生法、电化学再生法、超临界流体再生法、超声波再生法、微波辐射再生法和TiO2光催化再生法等。其中传统加热再生吸附恢复率高、再生效果稳定且技术较为成熟而广泛采用,微波辐射再生具高效、节能、省时等优点,发展潜力和优势巨大。试验中双层滤料滤池历经9个月运行后,活性炭吸附特性的碘值、亚甲基蓝值如表3所示。从表3可以看出,试验中活性炭运行9个月后,活性炭碘值、亚甲基蓝值均有一定程度下降,滤池已出现一定堵塞现象,但使用后炭的碘值、亚甲基蓝值和还处一相对较高水平,同时从滤池对污染物的运行处理效果来看,双层滤料滤池过滤工艺去污效果稳定。图7-a和7-b分别是V型滤池运行3个月和9个月后的双滤料层的分层情况,由实物图可看出双层滤料滤池界面清晰,没有出现混层的情况,中试系统运行良好。3双向滤料滤池除浊效率变(1)从试验结果看出,由普通V型砂滤池改造而来的V型双层滤料滤池对于本试验原水浑浊度、NH4+-N、CODMn的去除率分别为71.72%、68.18%、27.63%。比相同条件下试验的普通砂滤池对氨氮、CODMn的去除率分别高出了5.04%和11.2%。但在除浊方面,由于砂层变薄导致双层滤料滤池相对普通砂滤池效果变差。同时,V型双层滤料滤池没有出现NO2--N累积现象。(2)由于兼有普通砂滤池的去污作用和V型滤池的运行简便的优点,从9个月的运行情况来看,由普通砂滤池改造而来的V型双层滤料滤池去除有机物等效果稳定,管理方便,为给水厂技术工艺改造提供了一个较好的参考。(3)由于实际条件所限,中试试验没有考虑滤池反冲水的回用,因此当V型双层滤料滤池真正于生产性应用时,