國家“水體污染控制與治理”科技重大專項“黃河下游地區飲用水安全保障技術研究與綜合示范”項目部分關鍵技術成果
一、高藻水強化去除組合工藝
技術依托單位:山東省城市供排水水質監測中心、山東大學、山東建筑大學
適用范圍:高藻水處理
主要技術指標和參數:
1、基本原理
研發了基于混凝、溶氣氣浮和沉淀一體化設計的沉淀/氣浮技術,通過氣浮與沉淀的協同作用,實現了不同季節條件下藻及藻毒素、嗅味物質的高效去除。
2、關鍵技術
該工藝充分發揮了浮沉技術的優勢,解決了高藻水沉淀效果不穩定和后續濾池堵塞問題,實現了不破壞藻細胞的高效除藻,規避了胞內藻毒素及嗅味物質的釋放風險。
3、技術工藝
構建了適于常規工藝改造的機械混凝-折板反應-浮沉池-活性過濾-紫外/液氯消毒組合工藝,該組合工藝針對不同水質時期,靈活切換采用不同的運行方式,即低溫低濁期和高藻期采用沉淀/氣浮聯合運行方式,其他水質期可單獨運行沉淀工藝。結合活性濾池的生物降解功能,該工藝強化了濁度、有機物、藻和嗅味的去除能力,可有效保障出水水質穩定達標。
4、應用情況
本技術應用于濟南玉清水廠處理工藝升級改造示范工程。工藝為課題研發的強化混凝-浮沉池-活性過濾-紫外/液氯消毒組合工藝,工程規模10萬m3/d,低溫低濁期浮沉池出水濁度在0.5NTU以下,出廠水濁度在0.1-0.2NTU之間;高藻期除藻效果由35%提升至65%,結合二氧化氯預氧化,除藻率可達99%以上。
二、曝氣生物流化池預處理-強化混凝技術
技術依托單位:山東建筑大學、山東省城市供排水水質監測中心、濟南泓泉制水有限公司
適用范圍:高有機物、高氨氮水源水處理
主要技術指標和參數:
1、基本原理
通過生物填料的優選和反應區的結構優化,開發出曝氣生物流化池生物預處理技術,結合混凝劑投加優化,構建出用于氨氮和有機物強化去除的曝氣生流化池預處理-強化混凝技術。
2、關鍵技術
該技術采用計算流體力學方法優化了生物流化池體結構和曝氣管布置方式問題及曝氣參數,克服了現有生物流化池存在的懸浮填料積泥、填料在流化池后端累積等缺點;同時針對不同季節水庫水質特點,提出夏季高藻期采用PFAC-PDMDAAC、冬季低溫低濁期采用PASiC、春秋季采用PFAC的優化混凝策略。通過曝氣生物流化池-混凝組合工藝的協同運行,有效減少了混凝劑用量,提高了氨氮及有機物的去除效果。
3、技術工藝
該技術的工藝流程為原水——曝氣生物流化池——混凝。
4、應用情況
生物流化池預處理技術屬于儲備技術,該技術在濟南鵲華水廠中試基地進行處理規模為120m3/d驗證試驗,對氨氮的去除效率在80%以上。課題組研發系列混凝劑應用于中國石化集團勝利石油管理局供水公司對鹽堿地區受污染引黃水庫水凈化工藝集成應用,PDMDAAC復合混凝劑用于耿井、辛安等7個水廠對耗氧量去除效果提高了30%,濁度降低了49%,出廠水水質大幅度提高。
三、基于氨氮和過氧化氫投加的溴酸鹽控制技術
技術依托單位:清華大學、濟南市供排水監測中心
適用范圍:溴離子濃度相對較高,污染較為嚴重的原水臭氧生物活性炭深度工藝
主要技術指標和參數:
1、基本原理
溴酸鹽可以通過臭氧直接氧化和羥基自由基氧化兩種方式產生,但直接氧化是主要途徑。因此,在投加臭氧初期投加過氧化氫,可以促進O3分解為?OH,控制溴酸鹽產生的直接途徑,從而降低溴酸鹽的生成。
2、關鍵技術
本技術提出了基于氨氮和過氧化氫的溴酸鹽控制技術。原水溴離子為100μg/L左右,臭氧投加量<2.5mg/L時,氨氮濃度在0.1-0.5mg/L,可控制溴酸鹽不超標;當原水溴離子濃度上升到250μg/L,臭氧投加量大于2mg/L,投加氨氮不能有效控制溴酸鹽時,需要投加H2O2?。H2O2的投加量以與第一段臭氧投加量的摩爾比為1:1時為佳。該技術極大地降低了溴酸鹽的生成風險,同時提高了水中有機物的去除效果。
3、技術工藝
在三段式臭氧反應器的第一段投加適量的氨氮或過氧化氫。
4、應用情況
本技術對于解決高溴離子水源水地區在應用臭氧-生物活性炭深度處理技術時的溴酸鹽超標問題效果顯著。在溴離子濃度、臭氧投加量較低時利用水源水中的氨氮,或者投加適量氨氮,可控制溴酸鹽不超標;當溴離子濃度高,臭氧投加量高時,可聯合投加氨氮和過氧化氫,在控制溴酸鹽的同時提高有機物的氧化效果。
濟南市鵲華水廠以引黃水庫水為水源,為了解決有機物和嗅味問題,水廠由原來的常規處理工藝改造為常規工藝+臭氧-生物活性炭深度處理工藝,臭氧投加量為1.5-2mg/L。當原水中氨氮含量較低時,溴酸鹽濃度超出10μg/L的水質標準。利用本技術成果,在氨氮不能獨立解決溴酸鹽問題時,在第一段臭氧投加摩爾比1:1的過氧化氫,有效控制了溴酸鹽濃度達到水質標準要求。