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水净化过程中活性炭滤池的运行和维护

来源 : 赌场导航娱乐 发布时间:2020-09-02 浏览

某水厂2004年~2005年的运行数据表明,水厂取用的原水水质较差。水中所含某些有机物或无机污染物经生物预处理、强化混凝沉淀仍然不能去除时,可利用活性炭吸附。由于活性炭具有发达的细胞结构和巨大的比表面积,对水中溶解性的有机污染物,如苯酚类化合物、油类具有较强的吸附能力,能很好去除异臭异味、色度。因此在净水工艺中采取在原有净水工艺的基础上增加活性炭滤池(见图1)。

水净化过程中活性炭滤池的运行和维护

1、活性炭滤池结构简介

活性炭滤池沿用普通快滤池结构,滤池底标高-0.75m,承托层厚0.55mm,活性炭层厚1.5m,炭层顶标高为1.30m,设滤层淹没水深1.00m,滤池内设计水位2.30m。

从节约能耗、方便管理、延长活性炭使用寿命的原则出发,拟维持单独水反冲方式,由于活性炭比重轻,较大的反冲洗强度将导致活性炭流失,屋顶冲洗水箱进、出水共用1根DN600管道,拟在该管道上增设手动阀1只,控制水冲强度,池底采用大阻力配水系统,水冲洗强度8-12 L/m2·s,滤料膨胀率控制在33%。

8根尺寸为0.3m(B)x0.375m(H)排水槽组成了滤池的洗砂排水槽排,水槽顶标高为2.25m。由于活性炭滤池过滤水头损失比石英砂小,为控制炭上水深,拟在出水管上加装1只DN400电动蝶阀调节控制水位。

目前活性炭单层滤料厚度1500mm,滤速9.6m/h,接触时间为9.4min。

水净化过程中活性炭滤池的运行和维护

2、活性炭滤池的运行管理

根据活性炭滤池在生产工艺中所处位置,制定了适合该池生产运行的管理方法:

2.1严格控制进水浊度

由于受工艺条件的限制,活性炭滤池被置于沉淀池后,采用活性炭处理的目的是为了更有效的去除有机物,而不是为了截留悬浮固体,炭滤池的进水浊度一般控制在1.0NTU以下,否则容易造成炭床堵塞,缩短吸附周期,因此在今后的运行中对进水浊度应该提出更高的控制目标。

2.2 进水余氯的控制

活性炭可以吸附水中的余氯,而且不利于生物生长,余氯对活性炭表面的生物膜会产生很大的破坏,因此活性炭滤池进水不得含余氯,针对此特点,加氯点后移至炭池后。

2.3增加水中的溶解氧

成为生物活性炭取决于水温、微生物利用的原水中所含基质种类、水中细菌浓度和种类、反冲洗方式和反冲洗周期以及溶解氧。利用鼓风机曝气增加了水中的溶解氧,并且使进人炭层内部的水中留有一定的溶解氧,保证了炭层中生物的需要。去除有机物、氨氮需要消耗大量的溶解氧,通常在1:4以上,每氧化1mgNH3-N为NO2-N,需要消耗3.34mg的溶解氧,每氧化1mg-NO2-N为NO3-N需要消耗1.14mg的溶解氧。经过鼓风冲氧,滤前水溶解氧能保持在6.0-7.0mg/L,基本处于饱和状态,使活性炭的生物作用得以稳定发挥。

2.4反冲洗的控制

随着活性炭滤池运行时间的延长,炭粒表面及炭层中积累的生物和非生物颗粒的数量不断增加,导致炭粒间隙减小,水头损失增加,影响活性炭滤池的出水水质和产水量。如果反冲洗时炭层的膨胀率不足,下层炭粒不易悬浮,炭层就冲洗不干净,如膨胀率过大,水流剪力就较小,炭粒不易碰撞,达不到冲洗效果。膨胀率随着冲洗强度的加大而增加,冲洗强度过大,会造成炭粒的流失,由于反冲洗水的流速很大,会冲动承托层,破坏其级配排列,使炭层和承托层卵石混合在一起,既不利于再生又影响出水水质。合理的反冲洗可以充分除去过量的生物膜和截留的微小颗粒,而频繁的反冲洗则使生物膜难以形成。因此反冲洗成为活性炭滤池运行维护的关键,是保证活性炭滤池成功运行的一个重要环节。一般需注意以下几个方面:

1)采用炭池滤后水反冲洗,可保证冲洗用水浊度较低和较好的水质(无氯),即可以使冲洗后的炭层比较洁净又避免炭层在冲洗过程中的无效吸附。

2)保证合理的冲洗时间、冲洗强度和膨胀率。将冲洗结束时排出水浊度作为冲洗强度和历时是否达到冲洗目的的衡量标准。因此将反冲洗废水的浊度作为一项主要检测指标,反冲废水初期浊度、色度高,后期浊度、色度低,而且肉眼可见少量微生物絮体。这说明BAC滤池的反冲废水中生物颗粒和非生物颗粒均占相当比例,并且生物颗粒的出现时间相对滞后。非生物滤池的反冲废水中非生物颗粒占绝大多数,一般以反冲废水浊度达到15NTU作为反冲洗结束条件。

生物滤池中生物颗粒的脱附较难,其含量又难以采用浊度指标来间接反映,一般以反冲洗废水浊度≤15NTU作为反冲洗结束的前提。一般认为25%~30%的膨胀率是比较合理的,反冲洗强度与活性炭的粒径有关,达到一定的膨胀率,粒径越大所需的冲洗强度就越大,达到30%的膨胀率,有效粒径0.8~2.0mm(国际10—24目)颗粒炭的冲洗强度为10~12L/m2·S。由于水塔水量的限制,在以上的冲洗强度条件下,颗粒炭的滤格只能持续9min的冲洗时间,活性炭以反冲洗废水浊度<15NTU作为反冲洗结束的前提,考虑到活性炭比较轻,反冲洗强度比较弱,在水塔水量允许的情况下应尽量延长其反冲洗时间,以达到延长冲洗周期、避免炭粒过度磨损。因此,在参照反冲洗历时内浊度变化(见下表)的基础上将反冲洗时间定为9min。

活性炭滤池反冲洗时间内的浊度变化(NTU)

序号 反冲水 2min 4min 6min 9min
1 0.91 74 23.8 14 9
2 0.41 88 49 33 11
3 0.51 89 34 22.7 15.2

2.5活性炭滤池采用敞开式,由于阳光的照射及溶解氧比较充足,池内藻类易生长,给活性炭滤池的清洗带来很大的困难。经过观察发现,藻类的数量朝南滤格多于朝北滤格,东侧滤格多于西侧滤格,说明藻类的生长与水温、阳光密切有关。

运行两周后改建成封闭式,池内藻类生长得到有效控制,但封闭式不利于观察运行维护以及活性炭的投入及取出。

3、总结

1)活性炭的选型应依据吸附试验。根据去除效果的优劣选择活性炭的规格以及活性炭滤池的较佳炭层厚度、滤速、接触时间、反冲洗时的膨胀率等工艺参数。

2)在活性炭投入前应保证有充足的时间进行滤池净化、炭粒浸泡、反冲洗等步序,确保其在使用中处于较佳运行状态。

3)活性炭滤池的运行维护应注重进水浊度、控制余氯,保持活性炭吸附饱和程度的相对均匀,增加水中的溶解氧和把握反冲洗控制等要素。

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