华东给水排水

书书书华东给水排水!#$年第#期!总第%&期!#$年$月出版!#%&%年创刊主管#上海市城乡建设和交通委员会主办#上海市政工程设计研究总院!!!集团有限公司承办#华东地区给水排水技术信息网!内部资料!编委会主!任!王!育副主任!刘遂庆!葛凤卿顾!问!陈松英!任鹤云!范民权委!员!王!育!刘遂庆!葛凤卿!!!!方继忠!刘洪令!程宏伟!!!!郎庆善!胡世权!吴常军!!!!黄!宁!编辑部主!!编!张!辰副主编!沈裘昌!董秉直!!!!!李春光责任编辑!李春光!石为民编辑发行#华东给水排水$编辑部!地!!址#上海市中山北二路%#号电!!话#!#’(#!%&&!!(#!%&&)传!!真#!#’(#!%&&(#邮!!编#!%!*+,-.%.-/01231,23!4+56-7/8+印!!刷#上海竟成印务有限公司地!!址#上海纪念路(号邮!!编#!9$9上海市连续性内部资料准印证!:第9(;号目!!次粉炭回流高密度沉淀池生物强化作用研究邢思初!许!龙!张东波等!#………………………高强度反冲滤池中反冲水池的设计改进探讨朱寅春!)……………………………………………给水规划中管网平差方法试探鲁!敏!邹积军!赵华富!%………………………………………管道非开挖修复技术在雨污水混接改造工程中的应用徐!波!##………………………………………臭氧对混凝作用影响的试验研究姜婷婷!刘!剑!#(………………………………………………分点进水=工艺生物脱氮除磷的设计研究周!艳!#%…………………………………………强化脱氮除磷?@A工艺在市政再生水工程中的应用胡宝林!张贡意!!!……………………………下沉式绿地的设计和对城市排水系统的影响分析邵洪波!!)………………………………………太阳能’地源热泵热水系统在医院洗浴热水中的应用张芹芹!周建昌!张!磊!!%…………………集中集热’分户储热太阳能热水系统分析潘!雷!李!刚!$#……………………………………住宅小区给水与热力管道敷设方式技术经济分析滕希红!$9………………………………………超高层建筑消防给水系统优化设计与探讨宋!涛!黄萌荣!$&……………………………………闭式自动喷水’泡沫联用灭火系统在某地下车库中的应用杨海涛!王!慧!王欣荣!9#…………简讯三则!(#$$#9…………………………………粉炭回流高密度沉淀池生物强化作用研究邢思初!许!龙!张东波!郑国兴!许嘉炯!上海市政工程设计研究总院!集团有限公司&上海!%!摘!要#以高密度沉淀池为载体&研究了投加粉末活性炭后有机物的去除效果’沉淀池底泥中微生物好氧速率’进出水中有机物种类和浓度的变化(研究结果表明%投加粉炭后有机物的去除效果显著提高&=BC?2平均去除率为9$7))D&沉淀池出水平均=BC?2为$79)+3)E*污泥回流对有机物的浓度有很好的去除效果&但对有机物种类去除效果有限&而投炭后吸附以及随着投炭产生的微生物强化作用对有机物种类和浓度都有很好的去除效果(关键词#高密度沉淀池*粉末活性炭*生物耗氧速率!!随着工业的高速发展和人民生活水平的不断提高&工业废水和生活污水的排放量在不断增加(而我国的污水处理率相对较低&大量污水进入水体引起了饮用水水源水质的恶化(各主要水域中检出的有机物种类和含量都在增多(常规处理工艺对原水中有机物的去除效果不理想&一般在$D以下&且限于大分子有机物&对于小分子有机物去除能力较差(与此同时&饮用水水质标准不断提高&新国标的实施对水处理工艺提出了更高的要求(高密度沉淀池!4+56-型高效沉淀池采用一种新型的高效沉淀工艺&可以有效利用池体容积&将混合’絮凝’沉淀的常规工艺和污泥浓缩工艺集中在一个构筑物中&对有机物和浊度有很好的去除效果(粉末活性炭能够去除水体中的有机污染物&包括嗅味物质’藻毒素’合成有机物’内分泌干扰物’药物性合成物以及消毒副产物前驱物等&在水处理中被广泛应用(本实验以嘉兴南郊河河水为原水&在嘉兴贯泾港中试基地进行(配合小试&以高密度沉淀池为载体&研究在高密度沉淀池中投加粉炭对有机物的去除效果(#!试验部分#’#!试验原水及工艺试验于9’;月进行&试验期间原水部分水质指标如表#所示&中试工艺流程如图#所示(表#!试验原水水质浊度!FGH水温!I=BC?2!+3)EJ!(9!/+’#$##;#&#(#!&9##7###7!#图#!中试工艺流程图#’!!试验材料试验药剂%高锰酸钾&碘化钾&碘&硫代硫酸钠&草酸钠&淀粉&氢氧化钠&氯化钠&无水硫酸钠&无水碳酸钠及其他测定所用药剂均为分析纯*薄荷醇’=H!=.!为色谱纯*盐酸%质量分数$)D’$&D*浓硫酸%质量分数%&D&密度#7&93)+E(中试试验%投加粉炭为煤质粉末炭&目数%!目&吸附碘值%%*投加的混凝剂聚合氯化铝!KL=为水厂生产用KL=&有机絮凝剂聚丙烯酰胺!KL?为化学纯(+#+#’$!试验装置中试试验装置如图!所示(原水首先加入KL=&与预加KL?的底部回流污泥在池体中心的混合区充分混合后&进入絮凝区进行搅拌絮凝&由上而下通过水流变速区进入沉淀区&最终在沉淀区实现泥水分离(污泥在沉淀区下部进行浓缩&浓缩后的污泥部分再回流到沉淀池内&多余高浓度污泥被排放(粉炭采用如下投加方式&即初始在高密度沉淀池内一次性投加大量的粉末活性炭&以后每日通过计量泵均匀补充由于排泥而排出沉淀池的粉炭&利用高密度沉淀池污泥回流系统&形成一个恒定的高浓度粉炭循环液(其中中试装置运行工况参数如表!所示(图!!中试试验装置示意图表!!中试装置运行工况参数进水量!+$)6排泥量!+$)6KL=!+3)EKL?!+3)E污泥回流比;7($;7(7#(D!!试验结果与讨论!’#!污泥回流对生物作用的强化微污染水源水经生物预处理后出水中一般存在较多的硝化细菌和异养细菌等微生物&在无预加氯情况下&这些微生物能在后续沉淀池中发挥生物延伸作用&从而使生物预处理出水进入沉淀池后继续发挥生物氧化降解作用(但因为生物量较小&其效果并不明显&有文献报道沉淀池污泥回流可以有效提高生物量&从而提高有机物处理效果(因此我们在高密度沉淀池进行了验证性实验(分别在无污泥回流和有污泥回流工况下进行=BC?2的连续测定&在测定期间沉淀池浊度保持在#F以下(结果如图$所示(图$!有无污泥回流沉淀池=BC?2去除效果图从图$可以看出&通过污泥回流&沉淀池平均出水=BC?2从97;;+3)E降低至97#$+3)E&平均去除率从!$7%D提高到$!D&=BC?2的去除效果得到一定提高(但是污泥回流对混凝沉淀的强化效果也会提高去除效率&因此我们采用污泥的比耗氧速率来进一步研究去除效果的提高与微生物的关系(活性污泥微生物在代谢有机物时最显著的特征就是要消耗水中的溶解氧&所以通过微生物耗氧速率的大小可以间接反映出污泥中微生物的量及其代谢活性(因此&也就可以反映出污泥中生物作用的强弱(图9为有污泥回流时沉淀池污泥的耗氧速率&除以混合液的?EMM即可得到比耗氧速率!测定条件%回流比(D工况下采集泥水混合物&水温!I&GHN;79&搅拌速率%!O)+-2(图(为比耗氧速率在不同工况不同时间的变化!测定条件%!’!#I&GHN;7’;7)&搅拌速率%!O)+-2&有污泥回流时回流比为(D(+!+图9!污泥耗氧速率图(!比耗氧速率变化图从图(中可以看出&无污泥回流时&即使进水中存在生物预处理的延伸作用&微生物好氧速率仍呈逐渐下降趋势&推测可能是由于污泥静止逐渐处于缺氧状态(污泥回流进水为原水时&即不存在生物预处理工艺的生物延伸作用时&污泥的好氧速率维持在一个较稳定的水平上&而当进水为前置生物预处理出水时&其含有的微生物作用通过污泥回流得到强化&耗氧速率呈逐步上升趋势(这种上升趋势的曲线与图$中=BC?2去除率变化曲线一致&因此可以认为污泥回流提高了生物作用从而提高了对=BC?2的去除效果(!’!!投加粉炭对污泥微生物的强化作用根据前期试验研究&粉炭投加采用一次性在混合区投入!7(P3&然后通过计量泵每日均匀投加7(P3&利用高密度沉淀池污泥回流系统&形成一个恒定的高浓度粉炭循环液(投加粉炭后处理效果如图)所示(投加粉炭后=BC?2平均去除率为9$7))D&比未投加粉炭工况$!D提高了近#!D&沉淀池出水平均=BC?2为$79)+3)E&比未投加粉炭时97#$+3)E降低了约7;+3)E&投加粉炭后有机物的去除效果显著提高(此外在试验期间沉淀池出水浊度均在#F以下(在第一天投加粉炭后&=BC?2的去除率快速提高&但随着一次性大量投加粉碳的吸附容量的逐步饱和&=BC?2去除率也快速下降&随后从第四天开始逐步上升并第七天到达9)7(D&之后基本维持在这个水平(比耗氧速率在投炭后的前两天与未投炭工况下基本相同&从第三天开始快速提高并在第六天达到最高&随后也基本维持在这一水平(综合=BC?2曲线和比耗氧速率曲线&可以发现&投加粉炭后初期主要以粉炭吸附为主&随着吸附容量降低其=BC?2去除率也逐步降低在第三天达到最低&仅有$;7)&D&随后投加粉炭产生的生物强化作用开始体现&比耗氧速率和=BC?2去除率都稳步提高&并在第七天作用达到生物稳定后&都维持在较为稳定的值(因此可以认为投加粉炭后&不仅可以通过吸附作用还可以强化生物作用提高有机物的去除率(此外&从图中观察到=BC?2去除率的变化要滞后于比耗氧速率的变化&即生物量的增加需要一定时间才能发挥其强化去除有机物的作用(图)!投加粉炭后=BC?2去除率和污泥比耗氧速率的变化!’$!有机物种类和浓度去除为了进一步深入研究粉炭投加后&吸附和生物强化作用对有机物的去除效果&在投炭前!L’投炭当天!@’投炭后$天!=’投+$+炭后(天!C’投炭后&天!*分别采样&进行Q=’?M半挥发性有机物全扫描分析&对其中含有的半挥发性有机物种类和浓度进行全面检测(图;为沉淀池进水水样的扫描图谱(表$为沉淀池进水中检出的有机物种类及浓度(水样中共检出!!种半挥发性有机物&其中醇类%种&酯类(种&酚类!种&胺类!种&其它9种(浓度最高的!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇为$)7(13)E&浓度最低的为!&)’二叔丁基苯和磷酸三!!’氯丙基酯&平均浓度为$7$&13)E(图;!沉淀池进水Q=’?M全扫描图谱对进水’投炭前!L’投炭当天!@’投炭后$天!=’投炭后(天!C’投炭后&天!*)个点有机物检测数据进行总结分析(从图&有机物种类变化图中可以发现&进水为!!种有机物&在未投加粉炭的条件下经过混凝沉淀&检测的半挥发性有机物种类反而增加了)种&推测可能是受到回流污泥中的富集有机物的影响(而在投炭后当天&活性炭以吸附作用为主&其有机物种类与未投加粉炭时相比减少了)种&与沉淀池进水相同(在投炭后$天&有机物种类降低为#)种&相比于投炭当天减少了)种&投炭后(天有机物种类进一步减少为##种&相比于未投加粉炭减少了#;种&即投加粉炭对于水体中有机物种类的去除效果明显(根据图)可知粉炭的吸附作用在投炭后快速减弱&污泥的比耗氧速率在第二天开始快速增加&相应生物作用也得到强化&因此可以认为投加粉炭后有机物种类的去除效果是粉炭吸附和投加粉炭产生的生物强化的共同作用(表$!沉淀池进水样品中半挥发性有机物()$*+检测结果序号化合物名称含量!13)E#!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇异构体7$!!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇异构体7!$!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇$)7(99’叔丁基’!’甲基噻酚7!(!&)’二叔丁基苯醌7#)!&9’二叔丁基苯酚7$;!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇异构体#;7$&磷酸三!!’氯丙基酯7#%$&;&##&#(’四甲基已烯’#’醇!叶绿醇7!#邻苯二甲酸二丁酯7!##!’十二烷烯’#’基丁二酸酐#7!#!!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9&;’二醇异构体#7(#$邻苯二甲酸丁基辛基酯7)#9异丙甲草7$#(十六醇7)#)!’异硫氰基’F’甲基’F’!!’四氢吡咯烷苯乙胺7)#;!&9&;&%’四甲基’(’癸炔’9