河北水源的预处理工艺研究

针对河北新水源的工艺适应性研究黄壁庄水库2008.3—2008.512河北水源的水质条件与密云水库的水质条件相差较大，存在的主要问题是：有机物含量较高，剑水蚤等浮游生物和藻类数量较高，锰含量季节性超标等。因此，课题针对河北水源的水质进行了第九水厂的工艺适应性研究。针对河北新水源的工艺适应性研究课题研究概况3沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理原水水质特征藻类臭味锰耗氧量浮游动物4试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭7沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理原水藻类升高、细菌数增大时的一般性处理加氯除锰、去除较易氧化有机物如β-cyclocitral及硫醚类物质加高锰酸钾高有机物含量、藻类爆发期嗅味级别增强，季节性应急处理加粉末活性炭有机物含量高、致嗅成分复杂，有必要考虑高锰酸钾氧化与粉末炭的吸附联合处理加粉末活性炭加高锰酸钾有机污染物如乐果、草甘膦、灭草松等，以及难氧化有机物高级氧化、微囊藻毒素等，氧化能力较强加臭氧试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理原水藻类升高、细菌数增大时的一般性处理加氯预氯化在水中余氯维持1.5mg/L，30分钟以上，才能将成体剑水蚤完全灭活，经混凝沉淀后，对剑水蚤的去除率能达到50%以上，预氯化能有效避免甲壳类浮游生物在煤池的富集，但单独加氯投量较高，存在消毒副产物超标的风险。浊度与滤程预加氯有利于保证煤滤池的出水浊度。原水浊度1.68~13.9NTU，预加氯2.0mg/L时，煤出水浊度低于0.3NTU的概率达95%；而对比无加氯工艺，煤出水浊度小于0.3NTU的概率只有85%，加氯后使其提高了10%。另外，试验表明在预加氯条件下，可一定程度延长滤池滤程。除蚤效果8试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理除锰、去除较易氧化有机物如β-cyclocitral及硫醚类物质加高锰酸钾KMnO4预氧化高锰酸钾预氧化对锰有比较好的去除效果，当原水锰含量在0.8mg/L时，高锰酸钾投加量1.0-1.2mg/L，滤后水锰去除率可达到90%左右，此投量对滤池滤程的影响较小。水质情况高锰酸钾投加量（mg/L）藻类总量为100万个/L以下，或硅藻数量为50万个/L以下原水仅进行预氯处理藻类总量为100-200万个/L以上，或硅藻数量为50-150万个/L0.3藻类总量为200-250万个/L以上，或硅藻数量为150-200万个/L0.4~0.5藻类总量为250万个/L以上，或硅藻数量为200万个/L以上0.6~0.8藻类高发期，以藻类总量为指示，建议高锰酸钾投加量如下：针对原水的锰含量超标问题针对藻类试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理高有机物含量、藻类爆发期嗅味级别增强，季节性应急处理加粉末活性炭在黄壁庄水库试验中，中试系统粉末炭预吸附时间为40-60min，投加炭30mg/L，系统去除有机物（CODMn）的效果基本稳定，但是30mg/L的高投量除臭效果没有达到预期程度，推测认为可能是因为粉末炭接触时间不够或者是因有机物的竞争吸附，导致粉末炭优先大量吸附其他有机物，而没有足够的余地吸附致臭物质，导致除臭效果不理想。粉末活性炭对嗅味的控制和水中有机物的去除都有明显作用。对于2-MIB和TCA等致臭微量有机物，吸附动力学结果表明1h吸附时间即能有效地发挥粉末活性炭的除污染效能。初始浓度为100ppt的TCA，当粉末活性炭投加量为10mg/l时，吸附1小时TCA的去除率达到90％以上。粉末活性炭预吸附由此现象，我们考虑采用KMnO4氧化法与粉末炭吸附相结合的办法，以期达到较为理想的嗅味处理效果。试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理有机物含量高、致臭成分复杂，有必要考虑高锰酸钾氧化与粉末炭的吸附联合处理加粉末活性炭加高锰酸钾联合KMnO4和粉末炭的方法,对河北原水有机物、藻类、嗅味均较高的情况，起到了系统控制的作用。联合KMnO4和粉末炭3.对藻类的去除效果高锰酸钾对藻类的去除效果明显煤滤后去除率达到了95%。高锰酸钾具有良好的助凝除藻作用，处理过程中再联合粉末炭对嗅味的吸附，有效地控制了滤出水的嗅味。联合KMnO4和粉末炭先加粉末炭15mg/L、1小时，再加高锰酸钾0.5mg/L，后续常规处理，煤滤后水嗅味去除明显，炭滤后水保证无味，效果令人满意。粉末炭投加量（mg/L）0101520嗅味等级原水4级4级4级4级煤滤后水3级2级1级1级弱炭滤出水基本无味无味无味无味KMnO4(mg/L)00.51.0嗅味等级原水4级4级4级煤滤后水3级2级强2级炭滤后水基本无味1级基本无味粉末炭15KMnO41.0(mg/L)原水煤滤后水炭滤后水嗅味等级4级1级或1级弱无味粉末炭与高锰酸钾联合投加联合KMnO4和粉末炭在原水嗅味4级时，单独加粉末炭10mg/L以上，能够保证炭滤出水无嗅味。单独投加高锰酸钾0.5、1.0mg/L，煤滤后水对嗅味的去除效果均较差，为2级以上，炭滤后水有时有一级嗅味。1.对有机物（UV254）的去除效果2.对嗅味的去除效果3.对藻类的去除效果UV254去除率%0/00/0.515/015/0.5（mg/l）40101005002030空白加KMnO4加PAC联用1.对有机物（UV254）的去除效果联合KMnO4和粉末炭12.7%35.1%在PACL投加量为15mg/L的混凝条件下：原水未经预处理，其煤滤出水对UV254的去除率是几种方式中最低的，为12.7%。单独投加高锰酸钾或粉末炭都会提高其去除率。联合投加（粉末炭吸附1h，后加KMnO4氧化）的预处理方式对UV254的去除率是最高的，煤滤出水达到35.1%。9煤滤出水对UV254去除率%0/00/0.515/015/0.5（mg/l）40101005002030空白加KMnO4加PAC联用1.对有机物（UV254）的去除效果联合KMnO4和粉末炭12.7%35.1%原水未经预处理，其煤滤出水对UV254的去除率是几种方式中最低的，为12.7%。单独投加高锰酸钾或粉末炭都会提高其去除率。联合投加（粉末炭吸附1h，后加KMnO4氧化）的预处理方式对UV254的去除率是最高的，煤滤出水达到35.1%。10联合法KMnO4和粉末炭的方法,对河北原水有机物、藻类、嗅味均较高的情况，起到了系统控制的作用。联合KMnO4和粉末炭3.对藻类的去除效果高锰酸钾对藻类的去除效果明显煤滤后去除率达到了95%。高锰酸钾具有良好的助凝除藻作用，处理过程中再联合粉末炭对嗅味的吸附，有效地控制了滤出水的嗅味。联合KMnO4和粉末炭先加粉末炭15mg/L、1小时，再加高锰酸钾0.5mg/L，后续常规处理，煤滤后水嗅味去除明显，炭滤后水保证无味，效果令人满意。粉末炭投加量（mg/L）0101520嗅味等级原水4级4级4级4级煤滤后水3级2级1级1级弱炭滤出水基本无味无味无味无味KMnO4(mg/L)00.51.0嗅味等级原水4级4级4级煤滤后水3级2级强2级炭滤后水基本无味1级基本无味粉末炭15KMnO41.0(mg/L)原水煤滤后水炭滤后水嗅味等级4级1级或1级弱无味粉末炭与高锰酸钾联合投加联合KMnO4和粉末炭在原水嗅味4级时，单独加粉末炭10mg/L以上，能够保证炭滤出水无嗅味。单独投加高锰酸钾0.5、1.0mg/L，煤滤后水对嗅味的去除效果均较差，为2级以上，炭滤后水有时有一级嗅味。1.对有机物（UV254）的去除效果2.对嗅味的去除效果3.对藻类的去除效果UV254去除率%0/00/0.515/015/0.5（mg/l）40101005002030空白加KMnO4加PAC联用1.对有机物（UV254）的去除效果联合KMnO4和粉末炭12.7%35.1%在PACL投加量为15mg/L的混凝条件下：原水未经预处理，其煤滤出水对UV254的去除率是几种方式中最低的，为12.7%。单独投加高锰酸钾或粉末炭都会提高其去除率。联合投加（粉末炭吸附1h，后加KMnO4氧化）的预处理方式对UV254的去除率是最高的，煤滤出水达到35.1%。先加粉末炭15mg/L、1小时，再加高锰酸钾0.5mg/L，后续常规处理，煤滤后水嗅味去除明显，炭滤后水保证无味，效果令人满意。2.对嗅味的去除效果粉末炭投加量（mg/L）0101520嗅味等级原水4级4级4级4级煤滤后水3级2级1级1级弱炭滤出水基本无味无味无味无味单独投加粉末炭KMnO4(mg/L)00.51.0嗅味等级原水4级4级4级煤滤后水3级2级强2级炭滤后水基本无味1级基本无味单独投加KMnO4粉末炭15KMnO41.0(mg/L)原水煤滤后水炭滤后水嗅味等级4级1级或1级弱无味粉末炭与高锰酸钾联合投加联合KMnO4和粉末炭在原水嗅味4级时，单独加粉末炭10mg/L以上，能够保证炭滤出水无嗅味。单独投加高锰酸钾0.5、1.0mg/L，煤滤后水对嗅味的去除效果均较差，为2级以上，炭滤后水有时有一级嗅味。联合法KMnO4和粉末炭的方法,对河北原水有机物、藻类、嗅味均较高的情况，起到了系统控制的作用。联合KMnO4和粉末炭3.对藻类的去除效果高锰酸钾对藻类的去除效果明显煤滤后去除率达到了95%。高锰酸钾具有良好的助凝除藻作用，处理过程中再联合粉末炭对嗅味的吸附，有效地控制了滤出水的嗅味。联合KMnO4和粉末炭先加粉末炭15mg/L、1小时，再加高锰酸钾0.5mg/L，后续常规处理，煤滤后水嗅味去除明显，炭滤后水保证无味，效果令人满意。粉末炭投加量（mg/L）0101520嗅味等级原水4级4级4级4级煤滤后水3级2级1级1级弱炭滤出水基本无味无味无味无味KMnO4(mg/L)00.51.0嗅味等级原水4级4级4级煤滤后水3级2级强2级炭滤后水基本无味1级基本无味粉末炭15KMnO41.0(mg/L)原水煤滤后水炭滤后水嗅味等级4级1级或1级弱无味粉末炭与高锰酸钾联合投加联合KMnO4和粉末炭在原水嗅味4级时，单独加粉末炭10mg/L以上，能够保证炭滤出水无嗅味。单独投加高锰酸钾0.5、1.0mg/L，煤滤后水对嗅味的去除效果均较差，为2级以上，炭滤后水有时有一级嗅味。1.对有机物（UV254）的去除效果2.对嗅味的去除效果3.对藻类的去除效果UV254去除率%0/00/0.515/015/0.5（mg/l）40101005002030空白加KMnO4加PAC联用1.对有机物（UV254）的去除效果联合KMnO4和粉末炭12.7%35.1%在PACL投加量为15mg/L的混凝条件下：原水未经预处理，其煤滤出水对UV254的去除率是几种方式中最低的，为12.7%。单独投加高锰酸钾或粉末炭都会提高其去除率。联合投加（粉末炭吸附1h，后加KMnO4氧化）的预处理方式对UV254的去除率是最高的，煤滤出水达到35.1%。3.对藻类的去除效果不同加药方式下煤滤后水的藻类去除情况62.06去除率96%2.4去除率95%3.25去除率67%20.55去除率87%7.90102030405060700/0/150/0.5/1515/0/1515/0.5/15原水煤滤后水藻类总数(万个/L)高锰酸钾对藻类的去除效果明显煤滤后去除率达到了95%。从对藻类的去除效果可以看出：高锰酸钾具有良好的助凝除藻作用，处理过程中再联合粉末炭对嗅味的吸附，有效地控制了滤出水的嗅味。联合KMnO4和粉末炭11试验内容预氯化KMnO4预氧化臭氧预氧化粉末活性炭吸附联合KMnO4和粉末炭沉淀池三级搅拌反应池煤滤柱炭滤柱预处理有机污染物如乐果、草甘膦、灭草松等，以及难氧化有机物高级氧化、微囊藻毒素等，氧化能力较强加臭氧臭氧预氧化臭氧预氧化1.对浮游动物（蚤类）的去除效果余氯0.8，维持10分钟，仍有个别剑水蚤活体。加高锰酸钾：加臭氧：加氯效果：效