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北方寒冷城市饮用水安全保障技术研究与示范
更新时间:2016-09-21 来源:《给水排水》​ 作者:袁一星,关小红,马军,张杰,于水利

摘要:针对北方寒冷地区典型城市饮用水源存在的水质问题如低温低浊水处理、受有机污染水处理、含铁含锰地下水处理、高色水处理等开展了寒冷地区低温低浊水双向流沉淀/高负荷气浮处理技术研究、寒冷地区地表水中化工有机污染物的催化氧化组合技术与工艺研究、寒冷地区漫滩潜流水中高氨氮复合污染同步生物去除的关键技术、寒冷地区受面源污染高色地表水的高效处理技术等研究工作,形成了四项关键技术,为解决寒冷地区给水处理工艺的升级改造问题提供了科学依据。

1 研究目标与关键技术问题

我国北方寒冷地区一年低温时期常达数月,水温在5℃以下,水质长时间处于低温低浊状态,混凝剂难以水解,水中剩余铝浓度较高,出水水质较差,国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07424 005)。

一直是十分棘手、尚未解决的难题;东北老工业基地化工废水排放导致水体突发性有机污染频繁,严重影响饮用水水质;地下径流量少,冬季径流缓慢,漫滩潜流水中铁、锰和氨氮浓度高且稳定性高,难以去除;北方地区植被覆盖率高,由于地表径流导致水中含有高浓度的腐殖质,导致水的色度升高,难以处理。本课题研究目标为: 针对北方寒冷地区给水处理存在的问题,通过科学研究与示范工程研发出解决北方寒冷地区饮用水安全保障问题的技术及其集成。

北方寒冷城市在给水处理技术上存在低温低浊水、稳定性有机物污染水、高氨氮复合污染地下水以及面源污染高色水处理难、处理效率低等问题,导致现行给水处理工艺难以满足我国《生活饮用水卫生标准》( GB 5749—2006) 。

在以上情况下,对北方寒冷城市现行的给水处理工艺进行强化、升级改造,从技术上改良或完善现行工艺,并通过示范工程集成关键技术,形成行之有效的适用于北方寒冷城市的给水处理成套技术,对推行新的饮用水卫生标准,保障饮用水安全有着重大意义。

2 技术研究和集成方法

本课题的研究思路是以工程应用为目标,以关键技术创新和实用技术集成为核心,以示范工程为依托,以标准体系为指导,解决我国寒冷地区饮用水供水面临的主要问题,保障寒冷地区饮用水安全。

本课题针对我国北方寒冷地区给水处理中四大关键技术问题开展研究: 长达5 个月的寒冷季节中的低温低浊原水的高效处理; 较高浓度、多种类、高风险的化工有机污染物的有效去除; 低温下漫滩潜流水中高铁、锰含量、高氨氮的生物同步去除; 低温条件下高色度水的高效处理; 课题目标明确,重点突破,以开发关键技术为核心; 针对主要问题,进行技术集成; 针对代表性区域,进行工程示范,建设技术平台。技术路线见图1。

3 主要技术成果

3. 1 寒冷地区低温低浊水强化常规处理技术及工程示范

3. 1. 1 旋转网格机械强化混凝技术

旋转网格技术是针对低温低浊水处理开发的一种简单易行、效果明显的技术。该技术在传统的机械絮凝池的搅拌桨上增加小孔径的网格以强化混凝过程。旋转网格使能量更均匀地分布在水中,传统的搅拌桨桨板周围速度梯度很大,而两个桨板中间的区域水流的扰动很小,不能进行充分的絮凝,而旋转网格技术可以很好地解决这个问题。旋转网格的网格孔径、丝径均可调整,同时网格的转速也可通过调整搅拌桨的转速调整,因此本技术具有很强的适应性,可以随水质水量的变化而调整。

旋转网格技术对低温低浊水处理有明显的强化作用,在保持沉后出水水质一致的情况下,应用该技术可以降低投药量15% ~ 25%( 如图2 所示) ,投药量的降低不但降低了制水成本,而且出水pH 有所升高,从而减轻对管网的腐蚀。该技术适用于大规模低温低浊水净化厂的改造和新建。旋转网格机械强化混凝技术的示范工程为哈尔滨磨盘山净水厂二期供水工程工艺改造,规模为11. 25 万m3 /d,混凝池改造方案如图3 和图4 所示。示范工程于2011 年11 月完成,至今运行效果良好。

3. 1. 2 高适用性双向流斜板沉淀与高速气浮耦合技术

双向流斜板沉淀/高速气浮耦合技术对于处理低温低浊水和高浊水有独特的优势、良好的效果,沉淀与气浮联用工艺对于低温低浊水、突发高浊水均具有良好的处理效果,浊度、有机物等指标均有所改善,并且可以大幅度地缩短沉淀时间,即沉淀与气浮联用工艺并不延长处理时间,可以将水厂现行工艺沉淀池后部改成气浮池。

版权、出处:《给水排水》

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