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生物活性炭濾池的工藝參數試驗研究
前言
隨著水源污染的日益嚴重,為了克服常規處理工藝的不足,滿足不斷提高的飲用水水質標準,對常規處理工藝出水再進行深度凈化將成為自來水廠的選擇之一。生物活性炭技術能有效去除水中有機物(尤其是可生物降解部分)和嗅味等,從而提高飲用水化學和微生物安全性,目前它已作為自來水深度凈化的一個重要途徑而被水工業界重視[1,2]。該技術要點是:以粒狀活性炭為載體富集水中的微生物而形成生物膜,通過生物膜的生物降解和活性炭的吸附去除水中污染物,同時生物膜能通過降解活性炭吸附的部分污染物而再生活性炭,從而大大延長活性炭的使用周期。生物活性炭濾池的工藝參數直接影響其處理效果和成本,并且合適的參數值還和濾池邊水水質有一定關聯,在大規模應用前進行針對性的研究很有必要。
1. 試驗研究方法
l.1 試驗工藝流程及裝置
本次試驗為中試規模,試驗工藝流程為預臭氧化十混凝、沉淀、過濾+臭氧--生物活性炭,試驗裝置(圖1)設于深圳大涌水廠內,包括常規處理、臭氧化和活性炭濾池處理系統。
活性炭濾池橫截斷面尺寸為500×500mm,高度為4.92m,內部均分兩格,采用小阻力配水系統。裝填ZJ-15型柱狀活性炭(山西新華化工廠產品),該炭碘值和亞甲蘭吸附值分別為961和187mg/g,堆積密度460g/L。活性炭在使用之前,先用未加氯的砂濾出水浸泡1周,再用未加氯的砂濾出水反洗清潔,然后裝池。生物活性炭濾池采用下向流型式,進水溶解氧含量一般在7.50mg/L左右,能充分保證生物降解對溶解氧的需求。濾池采用兩段式氣水反沖洗,即首先以空氣擦洗、再以未加氯的砂濾出水反沖,反沖洗周期為7天。
臭氧采用Ozonia公司的CFS-1A型臭氧發生器現場制備,以空氣為氣源、以自來水為冷卻介質。預臭氧化的臭氧接觸時間和投加量分別為4.5min和1.5mg/L左右,水在塔內流速40m/h左右。主臭氧化的臭氧接觸時間和投加量分別采用液態堿鋁和氫氧化鈉,投加濃度分別為2.5mg/L和6mg/L左右。
1.2 試驗設計
在參考現有文獻的基礎上,本研究首先采用2.0m和2.5m炭床高度,分別進行空床接觸時間10、12min的對比試驗。然后選定炭床高度,分別進行空床接觸時間7.5、10、12、15、20min的對比試驗。
1.3 試驗方法
試驗期間水溫較高(26-31℃,平均29℃),生物活性炭濾池采用自然掛膜,生物膜成熟時間約為15天。進行上述各組條件的試驗時間均為7天,其中2天為過渡適應期,5天為穩態試驗期。試驗期間生物活性炭濾池進水水質如表1所示:
表1 生物活性炭濾池進水水質 |
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數值 |
指標 |
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水溫(℃) |
PH值 |
濁度(NTU) |
色度 |
CODMn(mg/L) |
含藻量(萬個體數/L) |
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最小 |
26 |
7.38 |
0.13 |
<5 |
0.69 |
5.0 |
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最大 |
31 |
7.97 |
0.38 |
5 |
2.08 |
24 |
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平均 |
29 |
7.768 |
0.237 |
-- |
1.393 |
11.3 |
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注:表1中實測期間色度<5的次數約占1/3鞏義市東方凈水材料有限公司,是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎上改制的新型股份制企業。二十多年來公司本著“追求品質;盡善盡美”的企業經營理念,不斷開發聚合氯化鋁等凈水藥劑,擴大企業規模,生產設備一流,技術力量雄厚。產品已有聚合氯化鋁擴展到環保填料等六大系列,三十多個品種。質量優于國內同行業之首,它適用于各種過濾器、離子交換器、無閥濾池、虹吸濾池、移動式供水設備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設備,是自來水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、煤氣、紡織、印染、石油、化工行業的理想產品,用戶遍布全國20多個省、市及出口東南亞國際市場。
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