灌南县硕项湖自来水厂微污染水处理技术及工程应用
2016-12-08虞小其
虞小其
(1.南京工业大学,南京211106;2.南京寰汇市政工程设计有限公司,南京211106)
灌南县硕项湖自来水厂微污染水处理技术及工程应用
虞小其1,2
(1.南京工业大学,南京211106;2.南京寰汇市政工程设计有限公司,南京211106)
灌南县硕项湖自来水厂总规模20×104m3/d,一期工程10×104m3/d,以北六塘河为水源,原水受到氨氮和有机物的污染,为达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,采用预臭氧、小网格絮凝平流沉淀池/上向流臭氧活性炭滤池/翻板滤池/
微污染水源水;涡旋混凝低脉动沉淀技术;水质
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.140
1 工程概况
灌南县硕项湖自来水厂总规模20×104m3/d,一期工程10× 104m3/d,以北六塘河为水源,原水受到氨氮(NH3-N)和有机物(CODMn)的污染,净水工艺采用预臭氧、小网格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭滤池、翻板滤池、消毒处理工艺。污泥处理采用浓缩脱水后外运填埋。出厂水水质执行《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。
2 工艺设计
2.1 水源水质
本工程水源为北六塘河,为III~IV类水质,主要水质指标如下:pH值7.44~8.33,溶解氧2.00~12.10mg/L,高锰酸盐指数3.75~10.81 mg/L,5日生化需要量(BOD5)2.50~3.20 mg/L,化学需氧量(COD)12.00~40.0mg/L,氨氮0.15~2.00mg/L,总磷0.04~0.40mg/L,总氮0.91~2.68mg/L,挥发酚类0.002mg/L,石油类0.028~0.40mg/L,阴离子表面活性剂0.05mg/L,粪大肠菌群70~1100个/L。
2.2 工艺设计
2.2.1 工艺流程
通过对原水水质的分析可知,原水为微污染水,净水工艺需去除的指标为浊度、化学需氧量、氨氮、高锰酸盐指数和细菌等,其中,化学需氧量、氨氮和高锰酸盐指数采用常规处理工艺无法达到现行《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。在现有的技术条件下,加强常规处理、增加预处理和深度处理是处理微污染原水的有效办法,可确保处理后水质达标。经过技术经济比较,新建水厂采用预臭氧、小网格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭滤池、翻板滤池、消毒处理工艺,净水工艺流程如图1所示。
图1 净水工艺流程
2.2.2 关键处理构筑物设计
1)预臭氧接触池
预臭氧接触池共2座,一期工程1座,规模为10×104m3/d,尺寸为13.95m×7.85m×7.00m,有效水深6.00m。臭氧投加量为1.0mg/L,水力停留时间5min,采用水射器投加。
2)小网格絮凝平流沉淀池
絮凝池共4座,一期工程2座,每座规模为5×104m3/d,尺寸为21.00m×12.6m×5.40m,有效水深4.30m。絮凝采用小网格絮凝,应用涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术,絮凝时间21min。絮凝按3段设计,前段孔眼30mm,5层,流速0.30m/s;中段孔眼30mm,5层,流速0.25m/s;末段孔眼35mm,4层,流速0.22m/s。网格材质为S304不锈钢和乙丙共聚。絮凝池底部设有ABS穿孔排泥管。
沉淀池与混合池、絮凝池合建,采用平流沉淀池共4座,一期工程2座,每座规模为5×104m3/d,尺寸为108m×12.60m× 4.00m,有效水深3.50m。沉淀时间为2h,水平流速为15.00mm/s,出水采用不锈钢穿孔集水槽,排泥采用虹吸式吸泥机。
3)后臭氧接触池
后臭氧接触池共2座,一期工程1座,规模为10×104m3/d,尺寸为24.75m×11.05m×7.00m有效水深6.00m。臭氧投加量为2.0mg/L,水力停留时间15min,采用陶瓷微孔曝气头投加,每格池内共分3个接触区,臭氧投加比例依次为:50%、25%、25%,投加点臭氧接触时间依次为总时间的30%、30%、40%。
4)上向流活性炭滤池及翻板滤池
上向流活性炭滤池和翻板滤池合建,共2座,一期工程设1座。滤池平面尺寸为56.40m×31.70m,采用两侧布置,一侧为上向流活性炭滤池,另一侧为翻板滤池,中间为公共管廊。
活性炭滤池采用上向流形式。设计为8格,单格面积58.5m2,设计滤速为9.55m/h,强制滤速为12.73m/h。活性炭床厚2.0m,颗粒真密度≤1.98g/cm3,堆积密度≤440kg/m3,水浸润颗粒密度≤1.5g/cm3,粒径为20~50目,不均匀系数1.35。承托层采用砾石,粒径2~16mm,厚度为400mm。炭滤池采用单独气冲洗的方式,反冲洗周期3~4d,气冲强度17L/s·m2,冲洗流程为:停止进水—降低水位至设定标高—停止出水—气冲3min—停气冲—打开进水阀及废水排放阀—排放冲洗废水—重新进水—初滤水排放—出水。
翻板滤池设计为8格,单格面积71.5m2,设计滤速为7.90m/h,强制滤速为10.53m/h。滤料采用双层滤料,其中,无烟煤厚0.7m,粒径0.8~1.8mm;石英砂厚0.8m,粒径0.7~1.2mm,
共厚1.5m。承托层采用砾石,厚0.45m。滤池采用气水反冲洗的反冲洗方式,这种反冲洗方法包括单独气冲,气水联合冲和单独水冲。(1)单独气冲:气冲强度为17L/s·m2,冲洗历时2~3min;(2)气水联合冲:气冲强度为17L/s·m2,水冲强度为3.4L/ s·m2,共历时4~5min;(3)单独水冲:水冲强度为16L/s·m2,冲洗历时1min,冲洗2次。反冲洗周期为40~70h。
3 运行效果
灌南硕项湖自来水厂于2016年6月22日投产运行,经过1个月的运行,水厂的运行数据如表1所示。
从运行情况来看,出厂水的主要指标均达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,净水工艺对氨氮和耗氧量的去除效果显著,达到了设计的预期。
表1 水厂2016年6月22日~2016年7月21日运行数据mg/L
4 设计特点
1)采用小孔眼网格絮凝池获得了高效率、低药耗的絮凝效果。小孔眼网格絮凝池是根据“涡旋混凝低脉动沉淀技术”设计出的絮凝池。竖井内全部安装小孔眼网格,通过网格的小孔眼在沿水流方向上形成无数个小尺度的旋涡,增大了矾花碰撞的机率,使矾花密实并易于沉淀[1],同时可降低药耗。根据运行数据,沉淀池出水浊度可控制在1NTU左右。
2)采用前置—上向流生物活性炭滤池,可以提高出水水质和对CODMn的去除率,降低生物泄漏的风险和降低投资。(1)上向流可以带走滤料表面脱落的生物膜,避免滤床微生物过度生长,影响出水效果;(2)活性炭滤池后接砂滤池,砂滤池可以截留生物膜,降低了生物泄漏的风险[2];(3)上向流活性炭滤池可提高对CODMn的去除率,根据嘉兴贯泾港水厂的监测数据,与下向流滤池相比,上向流活性炭滤池对CODMn的去除率提高约15%[3];(4)前置上向流生物活性炭滤池采用上向流方式,水头损失小,一般不需要中间提升,与后置式的下向流生物活性炭滤池相比节约了5%~10%的投资。
3)采用翻板滤池可提高出水水质,并且滤料不易流失,反冲水耗低。(1)在滤料厚度相同的情况下,翻板滤池采用双层滤料时比采用均质滤料的V型滤池截污量大,过滤周期长,去除浊度效果好;(2)翻板滤池冲洗过程中不排水,滤料不易流失;(3)根据试验,翻板滤池水耗水量约占产水量的1.6%,V型滤池耗水量约占产水量的2.2%,综合比较翻板滤池耗水量较低。
5 结语
采用涡旋混凝低脉动沉淀技术和前置上向流臭氧活性炭滤池工艺处理微污染水,对氨氮和有机物的处理效果稳定,出水水质好,同时可以有效降低微生物泄漏的风险,提高供水安全性,提高了自来水厂的微污染水处理水平,保障了人们生活用水的质量。
【1】刘炎华.涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术[J].化工之友,2006(10):25-27.
【2】马玉英,朱洁.炭滤池前置或后置的运行效果比较[J].净水技术,2015(5):49-53.
【3】朱海涛,徐兵,沈莉萍,等.嘉兴市贯泾港水厂工艺运行介绍[J].给水排水,2009(3):28-31.
Micro-Polluted Water Treatment Technology and Engineering Application of Shuoxiang Lake Water Plant in Guannan County
YU Xiao-qi1,2
(1.Nanjing Tech University,Nanjing 211106,China;2.Nanjing Havy Municipal Engineering Design Corporation,Nanjing 211106,China)
The total scale of Shuoxiang lake water plant in Guannan county is 20×104m3/d,and the first-stage project is 10×104m3/d.Asthe source of the water plant,Beiliutang river is polluted by ammonia nitrogen and organics.To meet the requirements of Hygienic Standards for Drinking Water(GB 5749-2006),disinfection treatment technologies such as pre-ozonation,small grid flocculation advection sedimentation tank,the pre-up flow ozone-biological activated carbon filter,shutter filter are used.The process selection,the parameter determination and the process design of the main units in the project are discussed.The process could remove the characterized pollutants such as ammonia nitrogen and organics effectively,and the effluent water quality could meet the standards stably.
micro-polluted water resource;vortex coagulation low pulse precipitation technique;water quality
TU991.2
B
1007-9467(2016)11-0086-03
2016-07-28
虞小其(1984~),男,江苏南京人,工程师,从事给水排水工程设计与研究。
消毒处理工艺。介绍了该工程的工艺选择、参数确定及主要处理构筑物的工艺设计。建成后的净水工艺对氨氮和有机物等特征污染物去除效果明显,出厂水水质稳定达标。