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新疆活性炭-石英砂双层滤池去除氨氮的生产性示范工程__北京瑞兹新疆活性炭有限公司

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       随着经济的快速发展,工业废水和生活污水的排放使全国各地的饮用水源受到不同程度的污染。

       我国部分地区水源水中氨氮、有机物等指标在受污染季节浓度可达正常值的数倍。给水处理工艺如不能去除氨氮,可能会导致一系列水质问题,如生物稳定性差、亚硝酸盐偏高、消毒耗氯量大以及臭味等。

       石英砂滤池经挂膜处理后能在一定程度上去除氨氮,但去除能力有限;增加生物预处理工艺能有效提高水厂去除氨氮的能力,但该工艺需要占用水厂较大空间,不适用于已建成而未预留足够空间的水厂进行改造升级。

       我国南方某水厂原有滤池为石英砂普通快滤池,在不增加构筑物的基础上对两格石英砂滤池进行改造,建立了以炭层空气曝气新疆活性炭-石英砂双层滤池(简称曝气炭砂滤池)为核心的生产性示范工程。

       通过长期运行,研究了非排涝期原水氨氮相对较低及排涝期高氨氮时,曝气炭砂滤池对氨氮及亚硝酸盐氮的去除性能。

材料与方法

曝气炭砂滤池的结构及运行参数

       本示范研究在南方某水厂进行。该水厂原有36格石英砂滤池均为普通快滤池,采用大阻力配水配气系统。通过示范改造,将2格砂滤池改造为炭砂滤池,其中1格炭砂滤池配置了炭层空气曝气系统。

       炭砂滤池结构如图1所示,图中以1个曝气头示意其安装位置。


       炭砂滤池的单格过滤面积32.5m2(6.5m*5m),单格滤池处理规模为5000m3/d,与未改造的石英砂滤池一致。采用长柄滤头进行配水配气,滤料上方采用3个平行的配水渠进行滤池进水和反冲洗排水。

       滤池装填的滤料从下至上依次为鹅卵石承托层、石英砂层和颗粒新疆活性炭层。鹅卵石承托层采用分级级配,厚度为0.3m;石英砂粒径为0.5-1mm,厚度为0.4m;颗粒新疆活性炭为8*30目的煤质破碎炭,厚度为1m。颗粒新疆活性炭碘吸附值为997mg/g,亚甲蓝吸附值为239mg/g。
 
曝气炭砂滤池对浊度及有机物的去除效果

       石英砂滤池的主要作用是去除浊度,将石英砂滤池改造为曝气炭砂滤池以提升对氨氮及亚硝酸盐氮去除效果,需建立在保障浊度去除效果的基础上。

       曝气炭砂滤池下层的400mm细砂层设计能有效保障其对浊度的去除能力。试验期间,无论是否开启曝气系统,曝气炭砂滤池出水浊度均低于0.3NTU,且大部分时间低于0.2NTU。

       此外,基于新疆活性炭滤层良好的吸附性能和生物降解性能,炭砂滤池对有机物的去除效果也显著优于石英砂滤池。

结论与展望

       通过改造原有石英砂滤池为曝气炭砂滤池,可以有效提高滤池对氨氮的去除效果。

       非排涝期滤池进水氨氮低于1.5mg/L时,曝气炭砂滤池无需开启曝气即可将出水氨氮控制在0.5mg/L以下,可基本去除水中的亚硝酸盐氮。排涝期曝气炭砂滤池进水氨氮低于2.5mg/L时可保障出水氨氮达标,去除效果优于普通炭砂滤池及石英砂滤池。

       曝气炭砂滤池可作为水厂改造砂滤池以提升滤池对氨氮及亚硝酸盐氮去除效果的有效方法。

       在开展生产性示范工程研究前,已进行了曝气炭砂滤池净水效果的中试研究,研究了曝气炭砂滤池对氨氮、亚硝酸盐氮及有机物等指标的去除效果。

       其中,中试的氨氮去除效果要优于生产性示范工程,主要原因在于生产性示范工程的炭层空气曝气系统布气均匀性欠佳,曝气主要集中在28个曝气头周围,滤池部分区域因未得到有效曝气而缺乏足够的溶解氧。

       下一步研究需要对曝气系统进行优化,改善曝气均匀性,进一步提升曝气炭砂滤池去除氨氮及亚硝酸盐氮的效果。

 

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