给水厂生物活性炭滤池中甲壳类生物控制技术研究

硕士硕士学位论文学位论文给水厂生物活性炭滤池中甲壳类生物控制技术研究RESEARCHONTHECONTROLTECHNOLOGYOFCRUSTACEANSINBIOLOGICALACTIVATEDCARBONFILTEROFWATERPLANT赵岩赵岩哈尔滨工业大学2011年12月国内图书分类号：X172学校代码：10213国际图书分类号：606密级：公开工学硕士硕士学位论文学位论文给水厂生物活性炭滤池中甲壳类生物控制技术研究硕士研究生：赵岩导师：朱荣淑副教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2011年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X172U.D.C:606ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHECONTROLTECHNOLOGYOFCRUSTACEANSINBIOLOGICALACTIVATEDCARBONFILTEROFWATERPLANTCandidate:YanZhaoSupervisor:AssociateProf.RongshuZhuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MunicipalEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2011Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-I-摘要针对甲壳类生物在生物活性炭滤池中大量孳生，穿透活性炭层所带来生物安全性问题，本课题根据砂滤对甲壳类生物具有明显的拦截效果，提出“活性炭-石英砂双层滤料生物活性炭滤池”、“生物活性炭滤池加接快滤池”和“将生物活性炭滤池和砂滤池倒置”三种工艺改进方案，并对工艺出水中的理化指标和生物指标进行为期一年的监测，研究其对甲壳类生物的拦截效果；同时，前期试验研究结果表明，二氧化碳对甲壳类生物具有明显的灭活效果，本课题研究了中试试验条件下，二氧化碳对生物活性炭池中甲壳类生物的去除效果。通过对无砂垫层生物活性炭滤柱出水中生物数据分析可知，甲壳类生物穿透炭层风险与种类和体型有关。体型最小的无节幼体穿透次数多，峰值高；体型居中的猛水蚤，穿透次数少，峰值高；体型最大的剑水蚤穿透次数少，峰值小。对比砂垫层高度为200mm、300mm和500mm的滤柱出水中甲壳类生物，表明砂垫层对出水中甲壳类生物具有明显拦截效果，出现峰值时，200mm砂垫滤柱出水中猛水蚤丰度比无砂垫的减少3204ind./m3，并且拦截效果随着砂垫层厚度的增加而提高，500mm砂垫层能够将各种甲壳类生物全年丰度控制在50ind./m3以下。生物活性炭柱后加接快滤柱，出水中体长在200m以上的甲壳类生物的丰度全年被控制在50ind./m3附近，由于滤速快，体型较小的甲壳类生物仍会出现泄漏。炭砂倒置工艺中，砂滤池对甲壳类生物有明显的拦截效果，出水中甲壳类生物全年保持在低水平，但是炭滤柱进水浊度高，易堵塞，反冲周期短。三种工艺改进方案对出水的浊度和颗粒数的去除效果均有所提高。试验利用水射器投加二氧化碳气体对生物活性炭滤柱进行反冲。试验结果表明，当气水比为3.3:1时，反冲水中的甲壳类生物总量是单独水冲的43倍，是气水联合冲的16倍，中试条件下，二氧化碳对甲壳类生物仍具有显著去除效果，活性炭对二氧化碳有一定的吸附，反冲前后滤柱出水pH降低了2.08，4h后恢复到反冲前水平。当气水比为1:3时，气体流量减少10倍，反冲水中的甲壳类生物总量减少一半，对甲壳类生物仍有明显的去除效果，反冲前后滤柱出水pH没有变化，后续试验采用气水比为1:3。与投氯反冲进行对比，反冲水中的甲壳类生物总量是加氯反冲的13倍，投加二氧化碳反冲具有更好的去除效果。炭层中甲壳类生物被大量去除，出水中甲壳类生物得到控制。比较气水比为1:3、1:1、3:1和5:1时与投加时间为2.5min和4.0min时的反冲效果，试验结果表明，增加药剂投加量没有明显提高对甲壳类生物去除效果，延长投加时间可以明显提高对甲壳类生物的去哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-II-除效果，因此，推荐气水比为1:3和投加时间为4min作为最适宜参数。关键词：甲壳类；生物活性炭滤池；砂垫层；二氧化碳灭活哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-III-AbstractBasedonthesignificanteffectthatsandfilterinterceptsthecrustaceans,threeprogramsarestudied,including“carbon-sandd