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實例一:氣浮濾池
河南省某水廠建于1990年,取沙河水(屬淮河流域),處理流程為:
原水–穿孔旋流絮凝池–斜管沉淀池–虹吸濾池–液氯消毒–管網
原設計流量2萬噸/日,改造時實際平均日供水量為2.5萬噸,高峰期超過3萬噸,已處于超負荷運行狀態。由于沙河上游工業廢水排放增多,水源污染狀況日趨嚴重,極大地干擾了水廠的正常運行。主要表現在:
、倏菟谏澈铀形鬯(由上游排放)所占比例偏大,水質(有機)污染嚴重,歷時較長,加之此時原水水質多處于低溫低濁期,原有水處理工藝對此很不適應。
近期統計資料表明,低溫低濁期一般在1-3月,原水濁度9-17
度,色度為20-30度,出水分別為3-7NTU和20-25度,采用人工加泥的方法后,分別為1-4度和8-13度;污染(同時也是枯水)期一般在3,4,5,11,12月,原水濁度約20度,色度40-50,臭和味高達5級,處理后分別為5-8度、25-35度和4級,人工加泥后水質有所提高。原水年平均濁度約25-100度,出廠水一般大于5NTU。
、谠冢、8月高濁期,水中泥沙含量大,濁度最高達30000度,沉淀池濁度負荷過高,大量絮凝體溢流入濾池,堵塞濾料,此時出水水質雖有保證,但過濾周期縮短,處理系統整體性能難以正常發揮;
、塾捎谒写嬖诖罅康臓I養物質,春、夏季節水中藻類和其他浮游生物增多,腥味極重。鏡檢表明,藻類以絲藻、硅藻、綠藻和藍藻(主要是鞘絲藻和魚腥藻)居多。同時,水生物還在濾料表面繁殖,使過濾周期大為縮短,濾池沖洗頻繁,難以洗凈。而不良的沖洗又降低了濾池的過濾能力,形成惡性循環,使制水成本增加。
1995年初,在小試的基礎上,通過將原虹吸濾池的6個濾格均改造為氣浮式虹吸濾池,實現了混凝沉淀-氣浮過濾的新工藝。
因為采用的是分流式壓力溶氣氣浮系統,所以未增加濾池的水量負荷,亦即無論氣浮單元投入運行與否,濾速均未改變,同時,也無須增設新的處理構筑物。
氣浮單元的運行方式非常靈活,可通過將氣浮單元投入或撤出水處理系統,或調節溶氣水回流比的大小等方法,控制濾前水質,以適應原水水質的變化,降低制水成本。因此,非常適用于季節性多變的水源水質,增強系統整體抗沖擊負荷的能力。
改造完成后,在不同的溶氣水回流比、投礬量及原水水質條件下,共進行了7個過濾周期的測試,表中所列為各周期平均水質、運行操作指標、以及采用氣浮濾池后制水成本降低值。其中,濾池周期以濾后水濁度超過3度為限,溶氣水壓力控制在0.32-0.36MPa。表中,沉淀水、過濾水和氣濾水分別表示沉淀池、濾池和氣浮濾池出水。試驗期間,從第4個周期(4號樣)起,天氣轉晴,氣溫升高,同時,上游工業廢水排放量增大,致使原水水質變壞,有機物污染程度及藻類總數顯著增加。
由表1可見,各樣本氣濾后水水質指標均明顯優于過濾水,同時制水成本也大為下降。分析試驗所測結果,影響出水水質及水處理系統整體性能的因素主要有:
、賾腋∥锍叨龋号c常規氣浮系統不同,本試驗氣浮單元進水不是平緩地由反應池引入,而是經管渠系統而來,其中的懸浮物是破碎細小的礬花。所以,氣濾池表面大量浮渣的形成,說明水中懸浮顆粒的大小不是影響氣浮效果的主要因素;
、诨亓鞅龋阂驗槿軞馑∽猿恋硭源_切地說,溶氣水與處理水量之比應稱為“分流比”,但為便于理解,在此還是按習慣稱其為回流比。
回流比在很大程度上控制著氣濾水的水質。5,6,7樣本中均含回流比相異的兩組氣浮過濾水測試結果。比較各對照組可見,回流比增加后,過濾周期延長很多。如與5號樣,回流比由7%增至10%后,過濾周期由2小時延至
8.5小時。
增加回流比還可降低投礬量。如2號樣與3號樣的原水水質差別不大,當回流比由10.5%增到12%,對應投礬量由4.10mg/l降至1.70mg/l后,氣濾池周期僅縮短18%,而濾池則縮短39%。
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