迳口水厂去除高氨氮原水处理工艺改造

迳口水厂去除高氨氮原水处理工艺改造何成董燕珊张锡辉吴启龙。(1佛山水业三水供水有限公司，佛山528100；2清华大学深圳研究生院，深圳518055；3佛山市水业集团有限公司，佛山528OO0)摘要采用纯氧曝气一活性无烟煤预处理强化去除原水氨氮的工艺，对迳口水厂进行工艺提标改造，以满足国标对氨氮的要求，同时在夏季供水高峰期利用无烟煤滤罐，提高过滤水量，满足用水需求。介绍了纯氧曝气一活性无烟煤预处理工艺的中试效果，及其在迳口水厂中的工艺改造方案。关键词净水厂高氨氮预处理纯氧曝气活性无烟煤滤池工艺改造迳口水厂位于佛山市三水区南山镇，总设计规模为1万Ill。／d，目前建成投入运行的首期规模为4860rn3／d，服务人口约为1万人。近年来随着该镇区域经济的发展，用水量剧增，供需矛盾已较为明显。而且迳口水厂水源经常出现氨氮、有机物浓度突发性升高并伴随有强烈异臭味的情况。由于水厂采用常规处理工艺，现有的处理工艺和净水构筑物不能满足水质和用水量的需求，因此必须进行工艺提升改造，增加预处理设施，使出厂水质达到国标要求，同时满足高峰用水需要。1水厂现状1．1工艺流程迳口水厂采用常规水处理工艺，工艺流程见图1，使用的絮凝剂为聚氯化铝(PAC)，消毒剂为二氧化氯，处理后的水通过二级泵房输送至L【J顶水池，再由山顶水池以0．35MPa的压力进入市政管网。图1迳口水J工艺流程1．2存在的问题1．2．1原水水质迳口水厂水源为漫江河水，由于受漫江河上游层层截流影响，河水流量日趋下降，并且受上游排污影响，曾多次出现原水水质恶化的情况。主要受到禽畜养殖污染，污染特征是氨氮突然升高，并伴有恶臭味。污染一般发生于冬春季，特别是春季，此时漫江河处于枯水期，水流量较少，纳污能力和自净能力较差，养殖场排出的污水对漫江河的水质影响极大，造成氨氮严重超标、河水发臭。2011年9月~2013年3月原水氨氮最高值为6．0mg／L，月平均值最高为0．7mg／L。1．2．2处理工艺迳口水厂采用常规水处理工艺，目前依靠砂滤池的生物作用去除氨氮，出厂水氨氮容易超标。如采用折点加氯方式，虽然可以去除一部分氨氮，但也增加了消毒副产物超标的风险。氨氮的持续超标，会导致迳口片区停水，加上迳口地理位置相对偏远，停水时其他水厂无法转输供水，严重影响了水厂周边地区人们正常生活和生产用水。1．2，3供水量迳口水厂设计供水规模为1万m3／d，首期的净水处理构筑物按一天工作16h计，其设计处理规模为3240m3／d。按24h运行，供水规模为4860m3／d。2012年夏季供水高峰时，供水量达到5600m。／d，超出设计规模约l5。供水设施难以满足夏季高峰供水量的需求。2中试研究2．1原理滤池中氨氮的去除依赖于滤层中微生物的硝化反应，滤层需同时满足溶解氧和生物量这两个要素，氨氮才能得以有效去除。降解氨氮的微生物为专性好氧菌，理论上来讲，降解1mg／L的氨氮需要消耗4．57mg／L的溶解氧，因此应对高氨氮污染原水时，需要适当提高水中溶解氧的浓度l_1]。水厂常规的普通砂滤池经挂膜可成为生物砂滤池，但砂粒平整光滑的表面结构使其挂膜不稳定，对各种不利环境的适应性较差。试验研究和水厂运行给水排水Vo1．40No．10201423实践表明，砂滤池仅能应对1mg／L左右的氨氮去除，当进水氨氮浓度进一步增大时，即使提供充足的溶解氧，石英砂作为滤料也无法附着足够的生物量以有效去除氨氮。活性无烟煤是普通无烟煤经活化制成的一种新型滤料，具有较高的机械强度，也具有与活性炭相似的多孔结构，有利于微生物的附着与生长[。纯氧曝气～活性无烟煤工艺通过纯氧提供氧源，增加水中溶解氧，采用活性无烟煤滤料为微生物提供适宜的附着生长场所，能更好地满足微生物去除氨氮的需要，使硝化细菌能更短时间参与反应并大量繁殖。2．2试验工艺流程及参数试验处理规模为1m。／h，试验工艺流程如图2所示。迳口水厂原水水图2_1：艺流程净水剂(4聚氯化铝)投加量为50～120rag／L，配置质量分数2，采用计量泵投加到混合池中。烧碱投加量为3～8mg／L，配置质量分数O．16，采用计量泵投加到混合池中。混合时间30~45S，采用机械混合(竖轴)，与絮凝沉淀池合建。絮凝时间20min，絮凝池采用6格串联形式。斜管沉淀池上升流速0．52mm／s，池内斜管长度900mm，宽度600mm。与絮凝池合建。活性无烟煤滤料滤池的滤层总厚度1050mm，石英砂厚度150mm，活性无烟煤厚度900mm。滤池直径400mm。滤速为8m／h。过滤周期为48h。反冲洗：先气冲3min，冲洗强度l2L／(s·m)；再水冲5rain，冲洗强度8I／(S·m。)。2．3试验结果讨论2．3．1影响氨氮去除效果的因素2．3．1．1溶解氧中试控制进水氨氮3～4mg／L，pH在7．5～8．O，采取空气曝气和纯