1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
臭氧生物活性炭深度处理工艺净水效能的研究
摘要:臭氧-生物活性炭用于净水处理工艺优势明显,特别是针对原水机污染较严重的地区,活性炭吸附对多种有机污染物处理优势明显,在活性炭吸附处理前设置臭氧氧化工艺可有效降低活性炭负荷,能够有效改善出厂水水质,是净水深度处理的研究热点并且具有较大的推广应用价值。文章主要针对自来水厂臭氧-活性炭深度处理工艺应用进行探讨,分析目前该技术概况、总结工艺机理及优势、分析未来发展趋势。
关键词:深度处理;臭氧-生物活性炭;净水处理;吸附处理
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1、设计项目的概况
茂名某给水厂工程设计
建设茂名滨海新区是广东省和茂名市的重大发展战略,茂名滨海新区正处于大发展时机,但是目前区内的供水设施极不完善,制约了新区的发展。为了推动茂名滨海新区的快速发展,完善基础设施建设,亟需尽快实施茂名滨海新区给水厂工程。
根据 2014.6.10 东组团给排水专项会议精神,调水工程向东组团内的工业区直接供给原水;区内现有的岭门水厂进行改造后,服务于岭门片区,这两部分均不属本工程服务范围。茂名滨海新区给水厂工程服务范围为:电城片区、博贺湾新城综合服务片区、博贺镇生活片区、博贺度假岛片区和博贺新港片区内的生活用水。
东组团分区规划的规划年限为:近期为 2012-2015 年,中期为 2016-2020年,远期为 2021-2030 年。根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)规定,给水工程近期设计年限宜为 5~10 年,远期规划年限宜为 10~20 年,对东组团分区规划进行必要的调整,确定本工程近期设计年限为 2020 年,远期设计年限为 2030 年。
根据水量预测结果,近期需水量为 9.934 万 m/d,确定茂名滨海新区给水
厂近期设计规模为 10 万 m/d。给水厂考虑 5%的自用水量,故原水需要量为 10.5 万 m/d。 工程的远期设计规模需待东组团给排水专项规划完成后视水源和再生水利用量情况再最终确定。
2、设计参数
出水水质要求达到 GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》,确定给水厂主要出水水质指标限值见表1
表1 主要水质指标限值
项目名称 | 限值 | 最高值 |
浑浊度(NTU) | 1 | |
耗氧量(mg/L) | 3 | |
色度(铂钴色度单位) | 5 |
3、设计范围及内容
水厂进水井至水厂出水井。要求完成:水质\水量确定与计算、处理标准与设计规模、工艺流程的比选,各处理构筑物的设计、计算,主要处理构筑物的构造及设备的规格型号的确定,厂区的平面布置。
包括:
1、水处理工艺设计;
2、水处理构筑物设计;
3、排泥水处理构筑物设计;
4、水厂总平面设计
5、工程的概、预算。
4、方案设计
4.1设计依据和资料
1.设计任务书:设计水量、进水和出水水质
2.城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002
3.地表水环境质量标准GB3838-2002
4.给水排水设计手册(第一册)常用资料(第二版)
5.给水排水设计手册(第五册)城镇排水(第二版)
6.给水排水设计手册(第十一册)常用设备(第二版)
7.室外排水设计规范GB50014-2006(2016)版
8.给排水制图标准GB/T50106-2001
4.2现状分析
自来水厂根据水质的具体情况来确定要使用的处理方法,然后除去水中的杂质,使之达到生活饮用水的标准。当前,我国大多数自来水厂仍是采用净水常规处理工艺,其主要的工序包括混凝.澄清或者沉淀、过滤和消毒等过程.主要处理对象是水源中的悬浮物、微生物和胶体之类的杂质。净水工艺采用的是单一的混凝剂,混凝剂的成分主要包括硫酸铝和聚合氯化铝等。消毒剂大多采用氯气消毒,部分乡、镇自来水厂还在使用消毒片剂进行消毒。在大、中型水厂的沉淀修筑物中可以发现有平流式沉淀池的使用,但是对辅助剂和混凝过程中的酸碱性尚不多见。滤池也通常采用普通快滤池或者虹吸滤池,过滤效果与水厂生产管理相关性很大。近十年来,为了弥补传统工艺的不足,自来水厂出现了一-些新工艺--臭氧生物活性炭、生物预处理等。在一段时间内,新工艺的应用得到了较好的发展。
4.3生化工艺的比选和确定
本工程中,出水水质要求需达到 GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》,深度处理是在目前常规工艺的基础上,提高饮用水水质,对引用水中大分子有机物进行处理的工艺;常用工艺有臭氧-生物活性炭、膜分离、生物活性炭等工艺
比较内容 | 颗粒活性炭吸附 | 臭氧-生物活性炭 | 超滤膜处理 |
处理效果 | 出水水质较好,对高分子有机物去除率欠佳,活性炭较易饱和,用炭量大。 | 更有效去除微量有机物,氨氮,脱色和除臭。 | 能几乎将细菌、病毒、两虫、藻类及水生生物全部去除,去浊能力强;应对有机污染和臭味等能力较差;自用水量大。 |
基建投资 | 基建投资最小,占地面积适中。 | 基建投资较活性炭吸附工艺高,占地面积最大 | 基建投资最大,占地面积小。 |
运行费用 | 动力费用较低,但炭再生费用及换炭费用高,总的运行费用适中。 | 运行费用最小。 | 运行费用最高。 |
管理维护 | 管理维护最方便。 | 管理维护难度适中,有丰富的运行经验。 | 管理维护要求最高,国内缺少大规模膜处理水厂运行经验。 |
通过上表看出,三种深度处理工艺各有优缺点。超滤膜工艺主要缺点在于难以去除水中小分子量有机物、氨氢.嗅味。膜处理还会产生一定量的生产废水,加大厂区尾水处理负荷,酸洗和碱洗产生的废液也需单独收集,特殊处理。另外,该T艺存在投资及运行费用高,维护要求高,国内缺少大规模水厂运行经验等缺点,因此较少采用。颗粒活性炭吸附工艺主要以吸附为主,生物作用较弱,虽然基建投资较少,但炭容易饱和,需要定期更换,给生产运行管理带来难度,因此也较少采用。目前水处理工艺中使用广泛及技术经济合理的深度处理工艺为在水厂现有常规水处理工艺基础上增设臭氧-活性炭深度处理工艺。
4.4工艺流程图
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