【摘要】：長江下游江陰段源水受上游城市污水、工業(yè)污廢水和農業(yè)灌溉的影響,水中有機物和氨氮等微污染物超標,當前凈水廠常規(guī)水處理工藝難以保障出水水質安全,需要研究深度處理技術、確定參數(shù)和效能。課題以長江下游江陰段原水為研究對象,通過統(tǒng)計分析近三年來長江下游江陰段原水和給水處理廠濾池出水的水質變化規(guī)律,明確了長江下游江陰段原水及給水廠濾后水的水質特性,并針對性地開展了臭氧-活性炭工藝深度凈水技術研究,優(yōu)化臭氧氧化工藝和活性炭濾池運行參數(shù),探討最適合長江下游江陰段原水水質特性臭氧-活性炭連用工藝運行參數(shù),強化臭氧氧化工藝及活性炭濾池凈水效能,保障民生安全,促進社會經濟的綠色可持續(xù)發(fā)展。研究對比分析了近三年來江陰段長江水原水和給水廠濾后水水質變化規(guī)律,結果表明長江下游江陰段原水屬于微污染水,原水中氨氮和有機物濃度(COD_(Mn))相對較高,季節(jié)性變化明顯。水廠當前的常規(guī)工藝對水中的微污染物(如氨氮和有機物等)的去除作用較差,難以保障供水水質安全,需要進一步采用深度處理技術�；钚蕴康牟馁|和形式對活性炭的吸附性能影響較大,實驗中通過對比四種活性炭(煤質破碎炭、煤質顆粒炭、椰殼破碎炭和椰殼柱狀炭)的碘值和亞甲基藍值發(fā)現(xiàn),柱狀炭的碘值和亞甲基藍值低于破碎炭,而煤質炭的碘值和亞甲基藍值低于椰殼炭。同時以COD_(Mn)為控制指標,以江陰段長江水原水為研究對象,考察了四種活性炭對江陰段長江水的吸附速率和吸附容量,結果表明椰殼破碎炭的吸附速率和吸附容量最高,吸附容量和平均吸附率(30min)分別為7.23mg/g和0.054mg/(L·min)。研究中進行了臭氧投加試驗,采用單級臭氧投加方式時,最佳臭氧投加量為2.5mg/L,臭氧-活性炭工藝對UV_(254)、COD_(Mn)和氨氮的最佳去除率分別為63.90±3.59%、43.56±2.38%和71.83±4.65%。當采用兩級臭氧投加方式時,最佳臭氧投加量為2.0mg/L,低于采用單級投加方式時對應的最佳臭氧投加量,水中UV_(254)、COD_(Mn)和氨氮的最佳去除率分別為73.08±3.70%、57.65±2.61%和86.14±3.83%,結果表明臭氧兩級投加時更有利于提高污染物的去除效能,提高臭氧的有效利用率,降低臭氧投加量,且當臭氧投加比例為1:1時,更有利于調整臭氧在接觸塔中的濃度分布,降低臭氧的自分解速率,提高臭氧的有效利用率�；钚蕴繛V池運行參數(shù)優(yōu)化實驗研究表明,當炭濾池的水力停留時間為20min時,對UV_(254)、COD_(Mn)以及氨氮去除效果最佳,最佳去除率和平均去除速率分別為34.97±3.70%、55.66±3.78%、89.88±2.81%和2.37×10~(-4)cm~(-1)·min~(-1)、6.38×10~-22 mg/(L·min)、2.67×10~-22 mg/(L·min)。同時研究表明當炭濾池反沖洗周期過長時會導致生物膜老化嚴重,而當炭濾池反沖洗周期過短時會導致微生物流失嚴重,嚴重影響炭濾池的生物降解作用,針對當前水質特性,炭濾池的反沖洗周期宜控制在5-10d(最佳周期為7d),對UV_(254)、COD_(Mn)以及氨氮的最佳去除率分別為38.76±3.73%、55.23±3.27%和91.73±4.81%,炭濾池出水水質《國家飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)要求,保障民生安全,促進社會和經濟的和諧可持續(xù)發(fā)展。對該凈水廠深度工藝單體構筑物進行設計,根據(jù)已有試驗得出的最佳運行參數(shù),對實際的凈水廠工藝流程中的提升泵房、臭氧接觸池、活性炭濾池以及臭氧發(fā)生器間等構筑物進行了設計參數(shù)確定,由此,去除來水中的污染物,從而滿足該城市生活飲用水衛(wèi)生標準。同時對該項目的經濟效益以及對環(huán)境的影響進行了簡要分析。對工藝設計的整體效能及經濟進行分析,經濟合理,為凈水廠工程提供技術參考。把試驗參數(shù)應用于實際工程改造,該給水廠處理規(guī)模為60萬噸/日,計算結果表明,改造工程估算總投資為41587.7萬元,改造工程完成后,新增單位處理成本為0.288元/噸。工程實施,可望為當?shù)匕踩┧峁┍Ｕ?經濟效益、社會效益巨大。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.2
【圖文】：

技術路線圖

中試系統(tǒng)配置清單見表 2-1。1）提升水箱升水箱采用有機玻璃制造，尺寸為 600mm×600mm×800mm，超高 積為 0.252m3，水箱定期清洗。2）提升水泵用臥式離心泵，水泵流量為 0-3 m3/h，揚程 10m。3）臭氧接觸塔用316不銹鋼制造，接觸塔直徑為300mm，塔高1600mm，有效水深3化時間為 12 分鐘，底部設有直徑為 250mm 的鈦合金微孔曝氣盤，塔，通過合理開啟閥門 1、閥門 2 和閥門 3，實現(xiàn)單級臭氧氧化和兩施。臭氧投加量為 2mg/L，采用兩級時投加投配比為 1:1。4）活性炭濾池性炭濾池直徑為 300mm，高度為 2800mm（其中配水區(qū)高度為 200度為 200mm，砂墊層高度為 300mm，顆粒活性炭濾床高度為 1300度為 800mm，超高 200mm），采用氣-水聯(lián)合反沖。

圖 2-2 臭氧-活性炭工藝中試實驗裝置現(xiàn)場圖表 2-1 中試系統(tǒng)配置清單號設備、部件及材料名稱規(guī)格型號 數(shù)量 備注1成套臭氧發(fā)生器（含供電單元）LAB2B 1 套上海浦成。進出氣連接方外徑 8mmPVDF 管，產氣壓力 6.9m 水柱2 氣源系統(tǒng) 1 套氧氣要求，高純度，露點-以下，碳氫化合物不大15ppm3 過濾器 1 套4 露點儀 1 套型號：GAZ10-S 在線露點系統(tǒng)一段用 DN100 曝氣頭，二

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