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两种不同深度处理工艺生物泄漏及有机物去除情况研究
更新时间:2016-12-30 来源:《给水排水》 作者:朱斌,陈国光

摘要:对A水厂先炭后砂及B水厂先砂后炭两种臭氧-生物活性炭工艺各环节的小型生物分布情况进行了分析,并对两种工艺的出厂水CODMn进行了检测。研究结果表明,以浮游植物、浮游动物为代表的微型生物群落在经过两种不同深度处理工艺后,小型生物的去除率达到了90%~100%,只要根据季节控制冲洗频率和强度,加强工艺管理,生物泄漏能得到有效控制,出水水质稳定。此外,B水厂工艺相对于A水厂工艺有明显的优势,处理效果好,活性炭的寿命增加,从有机物CODMn的去除效果来看,尽管B水厂比A水厂早运行2年,但全程去除率要优于A水厂的去除率。

0 前言

臭氧-生物活性炭工艺前期运行时依靠活性炭的吸附能力去除有机物,吸附一段时间后活性炭的吸附能力会逐步下降,此时生物膜开始形成,吸附和生物作用同步进行,在臭氧的投加下,依靠充足的氧源生物不断地进行新陈代谢,老的生物膜脱落,新的生物膜生长,使生物依靠活性炭载体不断地发挥去除有机物的能力,达到去除率的相对稳定。

由于臭氧-生物活性炭工艺主要依靠吸附和生物共同作用,因此炭后的出水存在生物泄漏的风险。国内有多家采用臭氧-生物活性炭工艺的水厂发生过生物泄漏造成的水质问题,因此如何控制生物泄漏在深度处理的水厂运行中显得尤其重要。

A、B两个水厂采用黄浦江同一地点水源,原水中氨氮、有机物指标较高,因此均采用臭氧-生物活性炭工艺。A水厂处理规模60万m3/d,采用先炭后砂工艺,运行至今已有1年半;B水厂处理规模30万m3/d,采用先砂后炭工艺,运行至今已有3年半,两个水厂处理工艺如图1和图2所示。

为了解两种工艺各环节小型生物的生长和分布情况,开展对两种深度处理工艺小型生物的系统研究,重点调查一年四季小型生物在两种工艺流程中各关键节点的种类组成、数量分布,以此评估两种深度处理工艺对无脊椎动物的去除效率,为工艺优化提供可靠的生物数据。

1 研究方法

本次研究按不同季节共设5次调查,分别为2013年1月10日、3月21日、7月26日、9月3日和11月6日。每套工艺采集原水、沉淀出水、砂滤出水、炭池出水和出厂水,主要分析小型生物群落的分布,包括浮游植物、浮游动物。浮游植物用网径为20μm的筛网过滤4L水样,将滤出物转移到100mL样品瓶中,加入鲁戈氏液固定,样品经浓缩后,在显微镜下用1mL浮游植物计数框计数并拍照。浮游动物用网径为60μm的浮游生物网过滤48L水样,将滤出物转移到100mL样品瓶中,加入甲醛至浓度5%保存,在解剖镜下用10mL浮游动物计数框计数并拍照。5次采样的原水情况见表1。

 研究工艺条件:由于平流式沉淀池气温高时,藻类生长快,为了抑制藻类的快速生长,A水厂和B水厂都在预臭氧的基础上投加氯,但必须控制好加氯量,确保进入活性炭池无余氯。A水厂先炭后砂,活性炭池冲洗频繁,冲洗周期1~3d,沉淀池在3~9月间投加少量氯,控制沉淀池出口水余氯0.05~0.15mg/L;B水厂活性炭池冲洗周期3~5d,沉淀池在3~9月间加氯,控制沉淀池出口余氯0.2~0.5mg/L,这样经过砂滤池的消耗,进入活性炭池基本无氯。

2 结果与讨论

2.1 工艺环节小型生物的种类

2.1.1 浮游植物的种类

浮游植物(phytoplankton)是一个生态学概念,是指在水中以浮游生活的微小植物,5次调查共发现浮游植物47种,浮游植物以蓝藻门、裸藻门、硅藻门和绿藻门四大门物种为主,同时也发现金藻门、甲藻门和隐藻门的少量种类。在5次采样过程中均出现的浮游植物有3 种(见图3):弱细颤藻、梭形裸藻、颗粒直链藻,多次出现的种类还有水华微囊藻、铜绿微囊藻、螺旋鱼腥藻、三棱扁裸藻、圆球衣藻、二角盘星藻、尖针杆藻。

2.1.2 浮游动物的种类

浮游动物是一类经常在水中浮游,本身不能制造有机物的异养型无脊椎动物和脊索动物幼体的总称,在水中营浮游性生活的动物类群。它们或者完全没有游泳能力,或者游泳能力微弱,不能作远距离的移动,也不足以抵拒水的流动力。5次采样中发现浮游动物37种,浮游动物主要有枝角类、桡足类和幼虫。在5次采样过程均出现的浮游动物有3种(见图4):长额象鼻溞、汤匙华哲水蚤、中华窄腹剑水蚤。多次出现的有球状许水蚤、火腿许水蚤、北陪中剑水蚤、英勇剑水蚤、如愿真剑水蚤、猛水蚤、萼花臂尾轮虫、凸背巨头轮虫、梨形单齿轮虫。

2.2 各工艺环节小型生物的分布情况

2.2.1 浮游植物的分布及去除情况

从表2和表3可见,原水中浮游植物的数量随季节和温度有显著变化规律,夏季高,冬季低,水温高时数量多,反之数量少。从各工艺环节的浮游植物数量来看,A水厂和B水厂在1月和11月沉淀池只加臭氧,经过沉淀池长时间的光照浮游植物数量反而升高;其他3次两种工艺在前臭氧的基础上都增加了前加氯,沉淀池浮游植物的生长得到了有效的控制,数量明显减少,由于B水厂沉淀池出口余氯比A水厂控制高,所以对抑制沉淀池浮游植物的生长更加有效。从浮游植物的去除率来看,A水厂经过活性炭池后对浮游植物有64%~99.9%的去除率,但经过砂滤后有3次浮游植物去除率反而下降,主要原因是A 水厂砂滤池是敞开式的,受到光照的影响所致,全程去除率达到了95.2%~100%。B水厂各工艺环节浮游植物数量呈下降的趋势,去除率持续升高,经过活性炭池后浮游植物去除率已达到了72%~99.6%,全程去除率达到了99.0%~99.9%。从出厂水浮游植物的检测来看,B水厂要优于A水厂。

版权、出处:《给水排水》

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