【臭氧-生物活性炭工艺】的设计与运行管理

《【臭氧-生物活性炭工艺】的设计与运行管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、【臭氧--生物活性炭工艺】的设计与运行管理臭氧-生物活性炭工艺的设计与运行管理张金松,　范　洁,　乔铁军(深圳市水务〈集团〉有限公司,深圳518031)　　摘　要:　针对臭氧—生物活性炭工艺设计和运行管理的重点问题,首先对工艺设计中的活性炭滤料选择、活性炭滤层结构设计、活性炭池型选择、臭氧系统选择、臭氧接触池优化设计和复合预氧化设计等内容进行了研究和总结,并且对工艺运行管理中存在的微生物安全、大型微生物控制、活性炭滤池初滤水管理及pH控制、预臭氧和主臭氧工艺的运行管理等问题,提出了相应的解决方案,以及今后应用中应重点注意的若干问题。关键词:　臭氧活性炭

2、;　设计;　运行管理;　微生物安全;　标准　深水集团所属梅林水厂和笔架山水厂的臭氧—生物活性炭工艺分别于2005年和2006年投入运行,对水厂进一步提高有机物、氨氮的去除效果,降低嗅味,全面改善水质发挥了重要作用。但在实际运行中,也陆续发现了一些国内外文献未曾报道过的新问题,如生物活性炭导致pH值大幅降低,出水有剑水蚤、线虫等微型动物检出等水质问题。因此,如何通过更好的设计和运行管理,从技术上解决这些问题,无论在理论上还是在实践中均具有非常重要的意义。1　工艺设计1.1　活性炭性能指标的选择标准根据制造原料不同,活性炭可分为木质炭、果壳炭和煤质炭等,其

3、中煤质活性炭因其具有多孔性和高硬度的优点,且来源稳定和价格较低,在大规模水处理工程中得到广泛应用。在水处理工程中,国外多采用不定型炭(主要是压块破碎炭),而国内柱状炭的应用最为广泛。近些年来,不定型炭(主要是柱状破碎炭)在国内得到越来越多的关注,并已经被应用在一些新建水厂中。研究结果表明,活性炭滤池出水水质与活性炭性能指标之间具有某种相关性。根据分析结果和实际运行情况,并参考国内外活性炭选择的标准,制定了适合于我国南方地区饮用水中活性炭选择的性能指标,如表1所示。1.2　活性炭滤层结构活性炭滤层厚度一般不低于1.2m,根据要去除的不同污染物,接触时间在

4、6～30min之间,但在一些应用中可高于或低于这个范围。通常,以去除嗅味为主时,接触时间一般为8～10min;以去除CODMn为主时,接触时间一般为12～15min。研究结果表明,砂垫层对浊度有去除效果,但是去除率不高,当砂垫层进水浊度为0.10NTU时,浊度的平均去除率为6.5%;石英砂垫层对高锰酸盐指数和氨氮基本没有去除作用。然而砂垫层对微生物有较好的截留作用。活性炭柱在反冲洗后的运行初期,石英砂垫层能够有效地截留活性炭出水中的部分细菌,而运行一段时间后(一般为数周),石英砂垫层就失去了对水中细菌的截留作用。但是,活性炭柱经过再次反冲洗后,石英砂垫

5、层将恢复对水中细菌的部分截留作用。因此,为了保障出水水质,砂垫层的设计考虑采用滤料级配为0.8～1.2mm的石英砂,砂垫层厚度为300mm。从长期生产运行情况看,砂垫层起到了预期效果。1.3　活性炭滤池池型活性炭滤池可以分为重力式和压力式。重力式活性炭滤池可以采用钢筋混凝土结构,因此在大中型水厂中应用通常是经济的。重力式活性炭滤池的构造与普通砂滤池相似,只是把滤料层换成了活性炭炭层,但活性炭炭层厚度较砂滤池中的砂层厚。重力式活性炭滤池虽然有利于悬浮物的去除,但为了避免悬浮物和微生物产生的粘液堵塞活性炭滤层,必须重视反冲洗国内已建成水厂中的活性炭池型多采

6、用普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池、翻板滤池,且在技术上都是可行的,其中以V型滤池和翻板滤池相对更具吸引力和代表性。1.4　臭氧系统选择臭氧系统由气源、发生系统、接触池、尾气破坏系统和控制系统五部分组成。①　气源臭氧气源主要有三种,即使用成品纯液态氧、现场用空气制备纯气态氧和直接利用空气。为了提高臭氧浓度,同时节省能耗,降低设备及管道尺寸,目前较先进的臭氧发生器多采用前两种方式制备臭氧,第三种方式适用于臭氧产量较小的场合。②　臭氧发生系统臭氧发生是由臭氧发生器来完成的,目前使用最广的臭氧发生器一般分为石英管和陶瓷管两类。臭氧发生器的备用率一般应大于30%

7、,备用的方式有设备台数备用(硬备用)与设备发生能力备用(软备用)两种。每台臭氧发生器臭氧发生量的调节范围不应小于10%～100%。③　接触池预臭氧接触池一般设1个臭氧投加点,较多采用水射器投加方式,臭氧投量通常为0.5～1.5mg/L,反应时间为3～5min,水中余臭氧一般为零或很少。主臭氧接触池一般设多个臭氧投加点(通常为2～3个),采用微孔曝气投加方式,臭氧投加量通常为1.5～3.0mg/L(水中余臭氧为0.2～0.4mg/L),反应时间一般不小于10min。为了保证对隐孢子虫和贾第虫的杀灭效果,CT值一般要大于4。④　尾气破坏系统尾气破坏系统是收

8、集臭氧接触池排出的剩余臭氧并将其分解成对环境无害的氧(保证排出的气体臭氧浓度<0.05～0.1