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提高水厂升级改造的经济性 推动净水工艺由“串级”转向“并级”
发布时间:2014-11-19 09:08:00  作者:

       针对珠江下游普遍存在的水源季节性氨氮和有机物污染问题,由清华大学完成的水专项《珠江下游地区饮用水安全保障技术集成与综合示范》项目的《季节性污染原水预处理和常规处理工艺强化技术集成与示范》课题开发了高速生物过滤强化常规工艺,高锰酸钾与粉末活性炭、纯氧曝气及活性无烟煤联合强化常规工艺,以平板陶瓷膜为主的集成工艺三种主要集成工艺技术,并采用这些“集成式”水处理工艺,将部分预处理功能和深度处理功能叠加在现有水厂的常规处理工艺上,实行经济有效的水厂工艺改造,使现有水厂出水以经济有效的方式达到国家新的饮用水标准,并通过综合示范为保障珠江下游地区的饮用水安全提供了重要的科技支撑。

       ?技术研究和集成方法

       本课题研究范围是地处东江下游的东莞和广州,重点开发和示范常规水厂工艺改造技术,应对珠江下游水源水质季节性污染变化特性,出水水质达到国家新饮用水标准。主要技术包括生物预处理与常规处理生物强化集成技术;预氧化+粉末活性炭+纯氧曝气+多功能过滤技术联合优化常规工艺技术,提高常规工艺去除有机物、氨氮和典型臭味物质的能力;采用耐氧化的膜工艺技术,开发混凝——臭氧——平板陶瓷膜超滤——颗粒活性炭池组合工艺,将深度处理功能叠加在常规工艺设施内,原位控制膜污染,实现常规水厂处理单元功能的高度集成化。

       自2008年开始,课题分别在广州市和东莞市进行小试和中试研究,重点进行中试规模的单元工艺及其交叉集成试验,确定所需要示范的集成工艺技术的效果和参数。

       示范工程分别在广州市新塘水厂和东莞市第二水厂实施。这两座城市均处于珠江水系的下游,水源污染严重,并经常发生事故性污染。

新塘水厂位于新塘镇大墩村,目前设计生产能力为73.5万m3/d。其担负着广州东部大部分地区的供水任务。水厂投产于1997年,工艺设施已经严重老化,迫切需要升级改造。

       第二水厂是历史较长的老水厂,采用传统的处理工艺,规模为18万m3/d。水源来自东江,其在雨季容易受到东莞运河排洪和上游污染物的影响。选择第二水厂作为示范工程能够为东莞数目众多的其他类似水厂改造提供示范。

       突破三项关键技术

       一是曝气生物滤池处理与常规处理工艺集成技术。课题采用了新型陶瓷生物载体,滤速为16m/h,与常规处理工艺组合,形成集成工艺,其中生物滤池去除氨氮,同时强化后续混凝沉淀即石英砂过滤工艺去除浊度和有机物效能,并降低消毒剂投加量,提高水质。生物预处理与常规处理强化示范工程在广州市自来水公司新塘水厂实施,工程规模73.5万m3/d,采用20格11m×9m×7.3m高速曝气生物陶粒滤池,滤速为16m/h。该滤池利用现有原水提升泵站的富余水头直接进水,共用1套鼓风曝气系统和1套冲洗系统,运行工况全部采用信息化管理,全自动化运行,工程投资8504.82万元,按照处理规模73.5万m3/d计算,单位投资115.7元/(m3/d),单位处理成本0.024元/m3

示范工程于2010年10月完成,并于2011年1月至12月采集运行数据。运行期间,原水水温为10.0℃~33.4℃,pH为6.50~7.16。在示范工程生产性运行期间,生物预处理滤池对氨氮平均去除率为82.3%,出水氨氮浓度小于0.5mg/L,出水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749 2006)的要求。

       二是预氧化和粉末活性炭及多功能滤池与常规处理工艺的集成技术。课题采用高锰酸钾氧化强化混凝沉淀对硫醚硫醇类臭味物质的去除效果,采用粉末活性炭吸附强化混凝沉淀对土臭素和2 MIB臭味物质的去除效果,采用纯氧曝气和活性无烟煤滤料强化过滤单元对高浓度氨氮和有机物的去除效果。其中高锰酸钾能快速有效地氧化降解硫醇硫醚类型的臭味物质,而粉末活性炭吸附能够有效去除土臭素和2 甲基异莰醇类臭味物质。高锰酸钾与粉末活性炭联用强化混凝沉淀工艺,不仅能够有效去除臭味物质,还能去除重金属离子。纯氧曝气与活性无烟煤过滤组合,能有效去除高深度的氨氮污染,去除率大于95%,CODMn去除率大于60%。

       示范工程在东莞市第二水厂实施,采用高锰酸钾和粉末活性炭对混凝沉淀进行强化,规模为18万m3/d;采用纯氧曝气和活性无烟煤对过滤进行强化,规模为1.0万m3/d。

       三是以新型平板陶瓷膜处理工艺为主的水厂改造技术。课题采用新型浸没式平板陶瓷膜,膜孔径60nm,开发了半程混凝/臭氧/平板陶瓷膜+生物活性炭集成工艺,从而实现了将臭氧+活性炭深度处理功能叠加到传统处理设施中。在陶瓷膜集成工艺出水的106项水质指标中除总氯外均符合国标GB5749 2006的要求。集成工艺出水浊度小于0.2NTU,直径大于2mm颗粒数小于20个/ml,有机物去除率大于70%,氨氮去除率大于95%,臭味物质去除率大于95%以上。这是一种先进的“并级处理”集成工艺,能直接对传统水厂工艺进行技术升级改造,同时去除浊度、氨氮、有机物、臭味物质和一些微量有毒有害污染物,膜污染得到原位控制和原位清洗,膜过滤周期得到延长。

                                           

     (来源:中国建设报)

 

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